EP4322193A1 - Temperaturabhängiger schalter - Google Patents

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EP4322193A1
EP4322193A1 EP23189391.8A EP23189391A EP4322193A1 EP 4322193 A1 EP4322193 A1 EP 4322193A1 EP 23189391 A EP23189391 A EP 23189391A EP 4322193 A1 EP4322193 A1 EP 4322193A1
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EP
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housing
switch
temperature
switching mechanism
rear derailleur
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EP23189391.8A
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Marcel P. Hofsaess
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Abstract

Temperaturabhängiger Schalter (100), umfassend ein temperaturabhängiges Schaltwerk (10) mit einer Schaltwerkseinheit (14), die ein mit einer Bimetall-Schnappscheibe (18) gekoppeltes, bewegliches Kontaktteil (22) aufweist, und mit einem Schaltwerksgehäuse (16), in dem die Schaltwerkseinheit (14) angeordnet und darin unverlierbar gehalten ist. Ferner weist der Schalter (100) ein Schaltergehäuse (12) auf, in dem das Schaltwerksgehäuse (16) angeordnet und darin unverlierbar gehalten ist, wobei das Schaltergehäuse (12) ein stationäres Kontaktteil (32) aufweist, das als Gegenkontakt zu dem beweglichen Kontaktteil (22) fungiert. Das Schaltwerksgehäuse (16) weist einen elektrisch leitfähigen ersten Grundkörper (36) auf und das Schaltwerk (10) ist dazu eingerichtet, unterhalb einer Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe (18) den Schalter (100) in einer Tieftemperaturstellung zu halten, in der das Schaltwerk (10) über das bewegliche Kontaktteil (22) eine erste elektrische Verbindung zwischen dem ersten Grundkörper (36) und dem stationären Kontaktteil (32) herstellt, und bei Überschreiten der Ansprechtemperatur, den Schalter (100) in eine Hochtemperaturstellung zu bringen, in der das Schaltwerk (10) die erste elektrische Verbindung unterbricht. Der Schalter (100) weist ferner ein PTC-Bauteil (46) auf, das elektrisch parallel zu der ersten elektrischen Verbindung geschaltet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen Schalter.
  • Temperaturabhängige Schalter sind grundsätzlich bereits in einer Vielzahl bekannt. Ein beispielhafter temperaturabhängiger Schalter ist in der DE 10 2013 102 006 A1 offenbart.
  • Derartige temperaturabhängige Schalter dienen in an sich bekannter Weise dazu, die Temperatur eines Gerätes zu überwachen. Hierzu wird der Schalter beispielsweise über eine seiner Außenflächen in thermischen Kontakt mit dem zu schützenden Gerät gebracht, so dass die Temperatur des zu schützenden Gerätes die Temperatur des im Inneren des Schalters angeordneten Schaltwerks beeinflusst.
  • Der Schalter wird dabei typischerweise über Anschlussleitungen elektrisch in Reihe in dem Versorgungsstromkreis des zu schützenden Gerätes geschaltet, so dass unterhalb der Ansprechtemperatur des Schalters der Versorgungsstrom des zu schützenden Gerätes durch den Schalter fließt.
  • Der aus der DE 10 2013 102 006 A1 bekannte Schalter weist ein Schaltergehäuse auf, in dessen Inneren ein Schaltwerk hermetisch versiegelt angeordnet ist. Das Schaltergehäuse ist zweiteilig aufgebaut. Es weist einen Unterteil aus elektrisch leitfähigem Material sowie ein Deckelteil auf, das aus einem Isoliermaterial oder einem Kaltleitermaterial (PTC-Material) hergestellt ist. Das Deckelteil ist in das Unterteil eingelegt und wird von einem oberen umgebogenen Rand des Unterteils gehalten. Das Schaltwerk ist zwischen dem Deckelteil und dem Unterteil geklemmt angeordnet. Das Schaltwerk wird bei der Herstellung des Schalters zunächst lose in das Unterteil eingelegt. Anschließend wird darauf das Deckelteil platziert und mit dem Unterteil fest verbunden.
  • Das in dem Schaltergehäuse angeordnete temperaturabhängige Schaltwerk weist eine Bimetall-Schnappscheibe auf, die an einem beweglichen Kontaktteil befestigt ist. Diese Bimetall-Schnappscheibe ist für das temperaturabhängige Schaltverhalten des Schalters verantwortlich. Sie sorgt dafür, dass das Schaltwerk bei tiefen Temperaturen eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem beweglichen Kontaktteil des Schaltwerks und einem an dem Deckelteil angeordneten stationären Kontaktteil, welches als Gegenkontakt zu dem beweglichen Kontaktteil fungiert, herstellt. Bei höheren Temperaturen hingegen unterbricht die Bimetall-Schnappscheibe diesen elektrischen Kontakt, indem sie dafür sorgt, dass das bewegliche Kontaktteil von dem stationären Kontaktteil abgehoben wird.
  • Die Bimetall-Schnappscheibe ist meist als mehrlagiges, aktives, blechförmiges Bauteil aus zwei, drei oder vier miteinander verbundenen Komponenten mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ausgebildet. Die Verbindungen der einzelnen Lagen aus Metallen und Metalllegierungen sind bei derartigen Bimetall-Schnappscheiben meist stoffschlüssig oder formschlüssig und werden beispielsweise durch Walzen erreicht.
  • Eine derartige Bimetall-Schnappscheibe weist bei tiefen Temperaturen, unterhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe, eine erste stabile geometrische Konfiguration (Tieftemperaturkonfiguration) und bei hohen Temperaturen, oberhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe, eine zweite stabile geometrische Konfiguration (Hochtemperaturkonfiguration) auf. Die Bimetall-Schnappscheibe springt temperaturabhängig nach Art einer Hysterese von ihrer Tieftemperaturkonfiguration in ihre Hochtemperaturkonfiguration um. Bei diesem Vorgang spricht man häufig von einem "Umschnappen", was auch die Bezeichnung als "Schnappscheibe" begründet.
  • Sofern keine Rückschaltsperre vorgesehen ist, schnappt die Bimetall-Schnappscheibe wieder in ihre Tieftemperaturkonfiguration zurück, so dass der Schalter wieder geschlossen wird, wenn sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe infolge der Abkühlung des zu schützenden Gerätes unterhalb der sogenannten Rücksprungtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe absenkt.
  • Je nach Anwendung kann eine solche Rückschaltung jedoch unerwünscht sein. Aus Sicherheitsgründen kann es beispielsweise notwendig sein, dass der Schalter so konzipiert ist, dass er nach einer temperaturbedingten Öffnung des Schalters nicht automatisch wieder schließt, wenn sich das zu schützende Gerät wieder abkühlt. Beispielsweise soll sich der Schalter erst dann wieder schließen lassen, nachdem sich das zu schützende Gerät nicht nur abgekühlt hat, sondern auch komplett vom Stromnetz genommen wurde.
  • Für solche Fälle wurde eine sogenannte Selbsthalte-Funktion entwickelt. Bei dem aus der DE 10 2013 102 006 A1 bekannten Schalter wird diese Selbsthaltung bzw. Selbsthalte-Funktion dadurch bewirkt, dass das Deckelteil des Schalters aus einem PTC-Material (Positive Temperature Coefficient Thermistor bzw. Kaltleiter) ausgestaltet ist.
  • Solange sich der Schalter in seiner Tieftemperaturstellung befindet und geschlossen ist, fließt kein Strom durch das als Parallelwiderstand geschaltete PTC-Material. Wenn der Schalter jedoch öffnet, so fließt ein geringer Selbsthaltestrom durch den Parallelwiderstand, der diesen aufheizt und dafür sorgt, dass der Schalter auf einer Temperatur oberhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe bleibt. Der Selbsthaltestrom ist dabei so gering, dass das zu schützende elektrische Gerät keinen weiteren Schaden erleidet, so dass es sich abkühlen kann. Durch den Selbsthaltewiderstand, welcher durch das PTC-Element verursacht wird, wird dabei verhindert, dass sich auch der Schalter selbst wieder abkühlt und sich entsprechend wieder einschaltet, was ohne den Parallelwiderstand zu einem iterativen Ein- und Ausschalten des zu schützenden elektrischen Gerätes führen würde.
  • Der aus der DE 10 2013 102 006 A1 bekannte Schalter weist einen herstellungsbedingten Nachteil auf. Dieser Nachteil liegt darin begründet, dass die Bimetall-Schnappscheibe zusammen mit dem beweglichen Kontaktteil als loses Einzelteil in das Schaltergehäuse eingelegt wird. Erst durch das Verschließen des Schaltergehäuses wird die Bimetall-Schnappscheibe dann in ihrer Lage fixiert und deren Position relativ zu den übrigen Bauteilen des Schaltwerks festgelegt. Die Position eines derartigen Schalters, bei dem die Bimetall-Schnappscheibe einzeln eingesetzt wird, hat sich jedoch als relativ umständlich herausgestellt, da mehrere Schritte zum Einsetzen des Schaltwerks in dem Schaltergehäuse notwendig sind.
  • Zudem ist die Lagerhaltung des Schaltwerks bzw. der Einzelteile des Schaltwerks umständlich. Eine Schüttgut-Lagerhaltung der Schaltwerk-Einzelteile kommt beispielsweise kaum in Frage, da diese Einzelteile, insbesondere die Bimetall-Schnappscheibe, relativ anfällig für Beschädigungen sind. Kommt es während der Lagerhaltung zu einer solchen Beschädigung, so wird eine daraus resultierende Fehlfunktion des Schaltwerks meist erst in zusammengebautem Zustand des Schalters erkannt, da ein Funktionstest des Schaltwerks vorher kaum möglich ist.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen temperaturabhängigen Schalter mit Selbsthaltefunktion bereitzustellen, der insgesamt einfacher produzierbar ist. Unter anderem wäre es wünschenswert, wenn sich das Schaltwerk als Halbfabrikat vorproduzieren ließe, ohne dabei anfällig für Beschädigungen zu sein. Weiterhin wäre es wünschenswert, wenn mit dem Schaltwerk bereits vor dessen schlussendlichem Einbau in den Schalter ein Funktionstest möglich wäre. Ferner sollte der Schalter vergleichsweise einfach montierbar sein, eine geringe Bauhöhe aufweisen und druckstabil ausgestaltet sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen temperaturabhängigen Schalter gelöst, welcher folgende Bauteile umfasst:
    • ein temperaturabhängiges Schaltwerk mit einer Schaltwerkseinheit, die ein mit einer Bimetall-Schnappscheibe gekoppeltes, bewegliches Kontaktteil aufweist, und mit einem Schaltwerksgehäuse, in dem die Schaltwerkseinheit angeordnet und darin unverlierbar gehalten ist; und
    • ein Schaltergehäuse, in dem das Schaltwerksgehäuse angeordnet und darin unverlierbar gehalten ist, wobei das Schaltergehäuse ein stationäres Kontaktteil aufweist, das als Gegenkontakt zu dem beweglichen Kontaktteil fungiert;
    • wobei das Schaltwerksgehäuse die Schaltwerkseinheit von einer ersten Gehäuseseite, einer der ersten Gehäuseseite gegenüberliegenden zweiten Gehäuseseite und einer zwischen und quer zu der ersten und der zweiten Gehäuseseite verlaufenden Gehäuseumfangsseite umgibt und auf der ersten Gehäuseseite eine Öffnung aufweist, durch die das bewegliche Kontaktteil mit dem stationären Kontaktteil zusammenwirkt,
    • wobei das Schaltwerksgehäuse einen elektrisch leitfähigen ersten Grundkörper aufweist und das Schaltwerk dazu eingerichtet ist, unterhalb einer Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe den Schalter in einer Tieftemperaturstellung zu halten, in der das Schaltwerk über das bewegliche Kontaktteil eine erste elektrische Verbindung zwischen dem ersten Grundkörper und dem stationären Kontaktteil herstellt, und bei Überschreiten der Ansprechtemperatur, den Schalter in eine Hochtemperaturstellung zu bringen, in der das Schaltwerk die erste elektrische Verbindung unterbricht, und
    • wobei der Schalter ferner ein PTC-Bauteil aufweist, das elektrisch parallel zu der ersten elektrischen Verbindung geschaltet ist.
  • Ähnlich wie der aus der DE 10 2013 102 006 A1 bekannte Schalter weist auch der erfindungsgemäße Schalter ein PTC-Bauteil (Kaltleiter-Bauteil) auf, das elektrisch parallel zu der Schaltwerkseinheit geschaltet ist. Genauer gesagt, ist das PTC-Bauteil elektrisch parallel zu der ersten elektrischen Verbindung geschaltet, welche in der Tieftemperaturstellung des Schalters durch das Schaltwerk bewirkt wird. Das PTC-Bauteil erfüllt somit eine Selbsthaltefunktion des Schalters, die den Schalter nach einmaligem, temperaturbedingtem Öffnen auch dann in seiner Hochtemperaturstellung hält, in der das Schaltwerk die erste elektrische Verbindung unterbricht, wenn das durch das Schaltwerk zu schützende Gerät wieder abkühlt. In der Hochtemperaturstellung des Schalters fließt nämlich der Strom durch das PTC-Bauteil, welches dadurch bedingt aufgeheizt wird. Die hierbei entstehende Hitze führt wie bei dem aus der DE 10 2013 102 006 A1 bekannten Schalter dazu, dass sich das Schaltwerk nicht abkühlt und dementsprechend den Schalter auch nicht wieder schließt bzw. in seine Tieftemperaturstellung bringt.
  • Im Gegensatz zu dem aus der DE 10 2013 102 006 A1 bekannten Schalter ist der erfindungsgemäße Schalter jedoch deutlich einfacher aufgebaut. Insbesondere dessen Montage lässt sich somit einfacher, in weniger Schritten bewirken.
  • Der erfindungsgemäße Schalter umfasst ein Schaltwerk, welches ein zusätzliches Schaltwerksgehäuse aufweist, in dem die Schaltwerkseinheit, welche die Bimetall-Schnappscheibe und das bewegliche Kontaktteil aufweist, unverlierbar gehalten ist. Das Schaltwerksgehäuse umgibt die Schaltwerkseinheit nämlich sowohl von einer ersten Gehäuseseite als auch von einer der ersten Gehäuseseite gegenüberliegenden zweiten Gehäuseseite als auch von einer zwischen und quer zu der ersten und der zweiten Gehäuseseite verlaufenden Gehäuseumfangsseite. Das Schaltwerksgehäuse umgibt die Schaltwerkseinheit somit aus allen sechs Raumrichtungen jeweils zumindest teilweise, so dass das Schaltwerk nicht aus dem Schaltwerksgehäuse herausfallen kann.
  • Das Schaltwerk kann daher inklusive der Schaltwerkseinheit und inklusive dem die Schaltwerkseinheit umgebenden Schaltwerksgehäuse als Halbfabrikat vorproduziert werden, bevor es in das Schaltergehäuse eingesetzt wird. Das als Halbfabrikat vorproduzierte Schaltwerk kann als Schüttgut auf Lager gehalten werden. Während dieser Schüttgut-Lagerhaltung sind die verschiedenen Bauteile der Schaltwerkseinheit, insbesondere die Bimetall-Schnappscheibe und das bewegliche Kontaktteil, von dem Schaltwerksgehäuse geschützt. Beschädigungen dieser verschiedenen Bauteile während der Schüttgut-Lagerhaltung sind weitgehend ausgeschlossen, da die verschiedenen Bauteile der Schaltwerkseinheit in dem Schaltwerksgehäuse sicher gekapselt sind.
  • Das Schaltwerksgehäuse bietet jedoch nicht nur den Vorteil einer sicheren Verwahrung der darin angeordneten Schaltwerkseinheit, es ermöglicht auch eine wesentlich einfache Art der Herstellung des temperaturabhängigen Schalters. Anders als bei einem herkömmlichen Schaltergehäuse handelt es sich bei dem nun zusätzlich vorgesehenen Schaltwerksgehäuse um kein geschlossenes Gehäuse, in dem das Schaltwerk hermetisch versiegelt ist, sondern um ein teilweise offenes Gehäuse, das auf der ersten Gehäuseseite eine Öffnung aufweist, durch die das bewegliche Kontaktteil von außerhalb des Schaltwerksgehäuses zugänglich ist. Das Schaltwerk kann somit samt dem Schaltwerksgehäuse als Einheit in ein vereinfacht aufgebautes Schalterumgehäuse, welches das letztendliche Schaltergehäuse bildet, eingesetzt werden.
  • Bei der Herstellung des temperaturabhängigen Schalters kann das erfindungsgemäße Schaltwerk also mitsamt seinem Schaltwerksgehäuse zunächst als Halbfabrikat vorproduziert werden und dann als Ganzes in das Schaltergehäuse eingesetzt werden. Hierdurch wird nicht nur die Lagerhaltung des Schaltwerks, sondern auch die Herstellung des temperaturabhängigen Schalters um ein Vielfaches vereinfacht.
  • Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei dem Schaltwerksgehäuse um ein teilweise offenes Gehäuse. Während es sich bei der zweiten Gehäuseseite und der Gehäuseumfangsseite des Schaltwerksgehäuses vorzugsweise jeweils um geschlossene Gehäuseseiten handelt, handelt es sich bei der ersten Gehäuseseite aufgrund der erwähnten Öffnung nur um eine teilweise geschlossene bzw. um eine teilweise geöffnete Gehäuseseite.
  • Die teilweise geöffnete erste Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses wird durch das Schaltergehäuse, welches als Schalter-Unterteil fungiert, verdeckt. Das bewegliche Kontaktteil wirkt durch die Öffnung in dem Schaltwerksgehäuse direkt mit dem stationären Kontaktteil zusammen, welches an dem Schaltergehäuse angeordnet ist. In der Tieftemperaturstellung des Schalters berührt das bewegliche Kontaktteil das stationäre Kontaktteil durch die Öffnung im Schaltwerksgehäuse hindurch.
  • Insgesamt entsteht damit also ein aus relativ wenigen Bauteilen einfach aufgebauter Schalter, der sich in vergleichsweise wenigen Arbeitsschritten produzieren lässt. Das in dem Schalter verwendete Schaltwerk lässt sich zusammen mit dem Schaltwerksgehäuse vorproduzieren und als Schüttgut auf Lager halten. Das aus Schaltergehäuse und Schaltwerksgehäuse aufgebaute Gehäuse des Schalters ist vergleichsweise druckstabil aufgebaut und kann dennoch relativ kompakt/platzsparend aufgebaut sein. Mithilfe des PTC-Bauteils wird eine Selbsthaltefunktion des Schalters realisiert, die eine Rückschaltung in die Tieftemperaturstellung des Schalters nach einmaligem Umschalten in die Hochtemperaturstellung verhindert, solange eine Spannung an dem Schalter bzw. an dem durch den Schalter zu schützenden Gerät angelegt ist.
  • Die oben genannte Aufgabe ist somit vollständig gelöst.
  • Gemäß einer Ausgestaltung ist das PTC-Bauteil in dem Schaltergehäuse angeordnet.
  • Dies hat nicht nur den Vorteil eines kompakten Schalter-Aufbaus, sondern auch den Vorteil, dass PTC-Bauteil damit ideal geschützt im Inneren des Schalters angeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Schaltergehäuse einen elektrisch leitfähigen zweiten Grundkörper auf, der mit dem ersten Grundkörper über das PTC-Bauteil verbunden ist, wobei der zweite Grundkörper die erste Gehäuseseite und die Gehäuseumfangsseite des Schaltwerksgehäuses umgibt.
  • Das Schaltwerksgehäuse ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material. Anders ausgedrückt, bildet der erste Grundkörper vorzugsweise das Schaltwerksgehäuse.
  • Das Schaltergehäuse ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material. Anders ausgedrückt, bildet der zweite Grundkörper vorzugsweise das Schaltergehäuse.
  • Sowohl das Schaltergehäuse als auch das Schaltwerksgehäuse können somit als äußere elektrische Anschlüsse des Schalters fungieren. Solange sich der Schalter in seiner Tieftemperaturstellung befindet, fließt der Strom von dem Schaltergehäuse über das Schaltwerk in das Schaltwerksgehäuse oder in umgekehrter Richtung von dem Schaltwerksgehäuse über das Schaltwerk in das Schaltergehäuse.
  • In geöffnetem Zustand des Schalters, also in der Hochtemperaturstellung des Schalters, ist die erste elektrische Verbindung durch das Schaltwerk unterbrochen, so dass der elektrische Strom zwischen dem Schaltergehäuse und dem Schaltwerksgehäuse nur über das PTC-Bauteil fließen kann.
  • Da das PTC-Bauteil in diesem Fall bereits erwärmt ist, weist es einen relativ hohen Widerstand auf, so dass nur ein sehr geringer Selbsthaltestrom durch das PTC-Bauteil und damit durch den Schalter fließen kann. Gleichzeitig heizt sich das PTC-Bauteil dadurch weiter auf, so dass der Schalter in seiner Hochtemperaturstellung gehalten wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung liegt das Schaltwerksgehäuse mit seiner ersten Gehäuseseite an dem PTC-Bauteil an.
  • Vorzugweise liegt das Schaltwerksgehäuse mit seiner ersten Gehäuseseite von oben auf dem PTC-Bauteil auf. Das PTC-Bauteil bildet eine Zwischenlage, die zwischen dem Schaltwerksgehäuse und dem Schaltergehäuse angeordnet ist. Dies sorgt für einen sehr kompakten und extrem druckstabilen Aufbau des Schalters.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung bildet der elektrisch leitfähige erste Grundkörper des Schaltwerksgehäuses zumindest einen Teil der zweiten Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses. Dieser Teil der zweiten Gehäuseseite bildet eine frei zugängliche Außenseite des Schalters.
  • Der genannte Teil des ersten Grundkörpers, welcher einen Teil der zweiten Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses bildet, ist in fertig montiertem Zustand des Schalters nicht von dem Schaltergehäuse umgeben. Somit kann dieser Teil des Schaltwerksgehäuse als unmittelbare elektrische Außenanschlussfläche des Schalters dienen.
  • Der erwähnte Teil des ersten Grundkörpers des Schaltwerksgehäuses, welcher eine frei zugängliche Außenseite des Schalters bildet, weist vorzugsweise einen nach außen gewölbten, kuppel- oder topfförmigen Abschnitt auf. Dieser kuppel- oder topfförmige Abschnitt des Schaltwerksgehäuses ragt vorzugsweise zumindest zu einem Teil aus dem Schaltergehäuse hinaus. Mit "nach außen gewölbt" ist an dieser Stelle gemeint, dass der kuppel- oder topfförmige Abschnitt aus Sicht des Schaltergehäuses nach außen, also aus dem Schaltergehäuse-Inneren hinaus gewölbt ist. Die Außenseite des Schalters ist an dieser Stelle konvex gewölbt.
  • Diese Ausgestaltung des Schaltwerksgehäuses macht den Schalter extrem druckstabil. Zudem lässt sich der kuppel- oder topfförmige Abschnitt sehr einfach als Außenanschlussfläche des Schalters verwenden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Schaltwerksgehäuse einteilig ausgestaltet.
  • Das Schaltwerksgehäuse ist somit denkbar einfach aus lediglich einem Teil aufgebaut. Es besteht vorzugsweise aus Metall. Dieses Metall bildet den elektrisch leitfähigen ersten Grundkörper, der die Schaltwerkseinheit von allen Seiten zumindest teilweise umgibt und auf der ersten Gehäuseseite die bereits erwähnte Öffnung aufweist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der temperaturabhängige Schalter ferner einen Isolator auf, der zwischen dem ersten Grundkörper und dem zweiten Grundkörper angeordnet ist und an dem ersten Grundkörper sowie an dem zweiten Grundkörper anliegt.
  • Dieser Isolator isoliert die beiden Grundkörper elektrisch voneinander. Der Isolator sorgt dafür, dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den beiden Grundkörpern in der Tieftemperaturstellung des Schalters über die Schaltwerkseinheit hergestellt ist. In der Hochtemperaturstellung des Schalters sind die beiden elektrisch leitfähigen Grundkörper lediglich über das PTC-Bauteil miteinander verbunden, ansonsten voneinander elektrisch isoliert.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Isolator einen Ringkörper auf, der mit seiner Innenseite an der Gehäuseumfangsseite des Schaltwerksgehäuses anliegt und mit seiner Außenseite an einer Innenumfangsfläche des Schaltergehäuses anliegt.
  • Vorzugsweise ist der Isolator als Ringkörper ausgestaltet. Dieser Ringkörper kann in der Draufsicht betrachtet kreisringförmig ausgestaltet sein. Der Ringkörper kann in der Draufsicht betrachtet grundsätzlich jedoch auch eine mehreckige Außenkontur aufweisen.
  • Der Begriff "Ringkörper" ist also allgemein zu verstehen. Er bezieht sich auf jegliche Körper, die eine umfangsseitig geschlossene Kontur aufweisen. So kann die in der Draufsicht betrachtete Außenkontur beispielsweise auch elliptisch ausgestaltet sein oder eine beliebige Freiform haben. Der Ringkörper muss nicht zwangsläufig hohlzylindrisch oder torusförmig sein, wenngleich dies bevorzugt ist.
  • Die Ausbildung des Isolators als Ringkörper hat den Vorteil, dass der Isolator das Schaltwerksgehäuse rings herum entlang des gesamten Umfangs gegenüber dem Schaltergehäuse elektrisch isoliert. Zudem kann ein solcher Ringkörper platzsparend in dem Schaltergehäuse angeordnet sein. Der Ringkörper ist darüber hinaus vorzugsweise massiv ausgestaltet, so dass der Isolator ein mechanisch stabiles Bauteil des Schalters bildet, welches auch zur Abstützung weiterer Bauteile des Schalters dienen kann und während der Montage des Schalters einfach handhabbar ist. Der Ringkörper des Isolators sorgt somit automatisch auch für eine korrekte Ausrichtung des Schaltwerks, insbesondere des dazu gehörenden beweglichen Kontaktteils, gegenüber dem stationären Kontaktteil, das an dem Schaltergehäuse angeordnet ist.
  • Der Ringkörper des Isolators liegt vorzugsweise mit seiner Unterseite an dem PTC-Bauteil an. Der Ringkörper des Isolators wird bei der Montage des Schalters vorzugsweise auf das PTC-Bauteil aufgelegt, bevor das Schaltwerksgehäuse in das Schaltergehäuse eingesetzt wird. Er sorgt, wie bereits erwähnt, bei der Montage für eine korrekte Ausrichtung des Schaltwerksgehäuses relativ zu dem Schaltergehäuse.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein Durchmesser der Öffnung kleiner als ein parallel dazu gemessener Durchmesser der Bimetall-Schnappscheibe.
  • Die Bimetall-Schnappscheibe ist somit sicher im Schaltwerksgehäuse gehalten und kann sich auch bei entsprechender Erschütterung aus diesem nicht herauslösen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Bimetall-Schnappscheibe dazu eingerichtet, bei Überschreiten der Ansprechtemperatur von einer geometrisch stabilen Tieftemperaturkonfiguration in eine geometrisch stabile Hochtemperaturkonfiguration umzuschnappen, wobei sich die Bimetall-Schnappscheibe in ihrer Hochtemperaturkonfiguration an einer auf der ersten Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses angeordneten Abstützfläche abstützt, die an dem ersten Grundkörper ausgebildet ist, und dabei das bewegliche Kontaktteil auf Abstand zu dem stationären Kontakt hält.
  • Da die Schaltwerkseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Schaltwerksgehäuse gekapselt ist und sich die Bimetall-Schnappscheibe in ihrer Hochtemperaturkonfiguration an der genannten Abstützfläche im Inneren des Schaltwerksgehäuses abstützt, lässt sich eine Funktionsüberprüfung des Schaltwerks auch bereits bei dem als Halbfabrikat vorproduzierten Schaltwerk durchführen, also noch bevor das Schaltwerk in das Schaltergehäuse verbaut und der Schalter komplett montiert ist. Die Bimetall-Schnappscheibe kann nämlich bereits dann ihre beiden temperaturabhängigen Konfigurationen im Inneren des Schaltwerksgehäuses einnehmen.
  • Bei herkömmlichen Schaltern ist dies nicht möglich, da sich die Bimetall-Schnappscheibe aufgrund des Fehlens des nunmehr extra vorgesehenen Schaltwerksgehäuses in ihrer Hochtemperaturkonfiguration an dem Schaltergehäuse abstützt, so dass eine Funktionsüberprüfung nur in fertig montiertem Zustand des Schalters möglich ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Schaltwerkseinheit ferner eine mit dem beweglichen Kontaktteil gekoppelte Feder-Schnappscheibe auf, die sich in der Tieftemperaturstellung des Schalters an einer auf der zweiten Gehäuseseite im Inneren des Schaltwerksgehäuses angeordneten Innenfläche abstützt. Bei dieser Innenfläche handelt es sich vorzugsweise um eine Innenfläche des elektrisch leitfähigen ersten Grundkörpers des Schaltwerksgehäuses.
  • Das zusätzliche Vorsehen einer solchen Feder-Schnappscheibe hat insbesondere den Vorteil, dass dadurch die Bimetall-Schnappscheibe entlastet wird. In der Tieftemperaturstellung des Schalters, also wenn der Stromkreis über dem Schalter geschlossen ist, dient die Feder-Schnappscheibe gemäß dieser Ausgestaltung als stromführendes Bauteil. Die Bimetall-Schnappscheibe ist dann hingegen kein stromführendes Bauteil.
  • Zudem erzeugt die Feder-Schnappscheibe in der Tieftemperaturstellung des Schalters den Schließdruck, mit dem das bewegliche Kontaktteil gegen das stationäre Kontaktteil gedrückt wird. Die Bimetall-Schnappscheibe kann in der Tieftemperaturstellung des Schalters hingegen nahezu kräftefrei gelagert sein. Dies wirkt sich positiv auf die Lebensdauer der Bimetall-Schnappscheibe aus und bewirkt, dass sich der Schaltpunkt, also die Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe, auch nach vielen Schaltzyklen nicht verändert.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein umfangsseitig verlaufender Zwischenraum zwischen dem Schaltwerksgehäuse und dem Schaltergehäuse mit Isoliermasse aufgefüllt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Isoliermasse um einen Lack, mit dem der Zwischenraum zwischen dem Schaltwerksgehäuse und dem Schaltergehäuse ausgegossen wird.
  • Dies dichtet das Schalterinnere, in dem sich das Schaltwerk befindet, extrem gut ab. Zudem sorgt die Isolier- und Dichtmasse für eine mechanisch stabile Befestigung des Schaltwerksgehäuses in dem Schaltergehäuse.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und 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.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine schematische Schnittansicht des temperaturabhängigen Schalters gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Schalter in seiner Tieftemperaturstellung gezeigt ist; und
    Fig. 2
    eine schematische Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Schalters, wobei der Schalter in seiner Hochtemperaturstellung gezeigt ist.
  • Fig. 1-2 zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters jeweils in einer schematischen Schnittansicht. Der Schalter ist darin in seiner Gesamtheit jeweils mit der Bezugsziffer 100 gekennzeichnet.
  • Der Schalter 100 weist ein temperaturabhängiges Schaltwerk 10, das in einem elektrisch leitfähigen Schaltergehäuse 12 angeordnet ist.
  • Das Schaltwerk 10 weist eine funktionale Schaltwerkseinheit 14 sowie ein diese Schaltwerkseinheit 14 umgebendes Schaltwerksgehäuse 16 auf. Das Schaltwerksgehäuse 16 umgibt die Schaltwerkseinheit 14 von allen sechs Raumrichtungen zumindest teilweise.
  • Wie nachfolgend im Detail erläutert ist, ist das Schaltwerksgehäuse 16 als teilweise offenes Gehäuse ausgestaltet, so dass die Schaltwerkseinheit 14 von zumindest einer Raumrichtung aus, vorzugsweise von nur einer Raumrichtung aus, von außerhalb des Schaltwerksgehäuses 16 zugänglich ist.
  • Aufgrund der Tatsache, dass das Schaltwerksgehäuse 16 die Schaltwerkseinheit 14 von allen sechs Raumrichtungen zumindest teilweise umgibt, ist die Schaltwerkseinheit 14 in dem Schaltwerksgehäuse 16 unverlierbar gehalten. Die Schaltwerkseinheit 14 kann sich also aus dem Schaltwerksgehäuse 16 nicht herauslösen.
  • Solange das Schaltwerk 10 nicht in dem Schalter 100 bzw. dessen Schaltergehäuse 12 eingebaut ist, liegt vorzugsweise ein gewisses Spiel zwischen der Schaltwerkseinheit 14 und dem Schaltwerksgehäuse 16 vor. In dem in Fig. 1 gezeigten eingebauten Zustand des Schalters 100 ist die Schaltwerkseinheit 14 jedoch fest verspannt. In der in Fig. 1 gezeigten Tieftemperaturstellung des Schalters 100 ist die Schaltwerkseinheit 14 zwischen dem Schaltergehäuse 12 und dem Schaltwerksgehäuse 16 eingespannt.
  • Die Schaltwerkseinheit 14 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dreiteilig aufgebaut. Die Schaltwerkseinheit 14 weist eine temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe 18, eine temperaturunabhängige Feder-Schnappscheibe 20 sowie ein bewegliches Kontaktteil 22 auf. Die Bimetall-Schnappscheibe 18 und die Feder-Schnappscheibe 20 sind an dem Kontaktteil 22 unverlierbar gehalten. Die Schaltwerkseinheit 14 kann somit als Halbfabrikat vorproduziert werden und dann als Ganzes in das Schaltwerksgehäuse 16 eingesetzt werden.
  • Das Schaltwerk 10 mitsamt der Schaltwerkseinheit 14 und dem Schaltwerksgehäuse 16 bilden ebenfalls ein Halbfabrikat für den daraus später produzierten temperaturabhängigen Schalter 100. Da sowohl die drei Bauteile 18, 20, 22 der Schaltwerkseinheit 14 unverlierbar miteinander verbunden sind, als auch die Schaltwerkseinheit 14 in dem Schaltwerksgehäuse 16 unverlierbar gehalten ist, lässt sich das Schaltwerk 10 als Schüttgut auf Lager halten, bis es in dem temperaturabhängigen Schalter 100 verbaut wird.
  • Das Schaltwerksgehäuse 16 umgibt die Schaltwerkseinheit 14 von einer ersten Gehäuseseite 24, einer der ersten Gehäuseseite 24 gegenüberliegenden zweiten Gehäuseseite 26 und einer zwischen und quer zu der ersten und der zweiten Gehäuseseite 24, 26 verlaufenden Gehäuseumfangsseite 28.
  • Vorzugsweise umgibt das Schaltwerksgehäuse 16 die Schaltwerkseinheit 14 sowohl von der zweiten Gehäuseseite 26 als auch von der Gehäuseumfangsseite 28 vollständig. Die zweite Gehäuseseite 26 und die Gehäuseumfangsseite 28 bilden also vorzugsweise geschlossene Gehäuseseiten des Schaltwerksgehäuses 16. Lediglich bei der ersten Gehäuseseite 24 handelt es sich um eine teilweise offene Gehäuseseite des Schaltwerksgehäuses 16.
  • Mit anderen Worten umgibt die Gehäuseumfangsseite 28 die Schaltwerkseinheit 14 entlang des gesamten Umfangs, also aus insgesamt vier zueinander orthogonal ausgerichteten Raumrichtungen. Ferner umgibt das Schaltwerksgehäuse 16 die Schaltwerkseinheit 14 aus einer weiteren Raumrichtung vollständig, nämlich aus einer orthogonal zu der zweiten Gehäuseseite 26 ausgerichteten Raumrichtung. Lediglich aus der sechsten Raumrichtung, welche orthogonal zu der ersten Gehäuseseite 24 ausgerichtet ist, umgibt das Schaltwerksgehäuse 16 die Schaltwerkseinheit 14 nur teilweise.
  • An der ersten Gehäuseseite 24 weist das Schaltwerksgehäuse 16 eine Öffnung 30 auf, durch die das bewegliche Kontaktteil 22 von außerhalb des Schaltwerksgehäuses 16 zugänglich ist. Durch diese Öffnung 30 im Schaltwerksgehäuse 16 hindurch wirkt das bewegliche Kontaktteil 22 des Schaltwerks 10 mit einem stationären Kontaktteil 32 zusammen. Das stationäre Kontaktteil 32 ist auf einer Innenseite 34 des Schaltergehäuses 12 angeordnet.
  • In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das stationäre Kontaktteil 32 einteilig mit dem Schaltergehäuse 12 ausgebildet. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, das stationäre Kontaktteil 32 als eine Art Niet vorzusehen, der als separates Bauteil mit dem Schaltergehäuse 12 verbunden ist. Wichtig ist lediglich, dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schaltergehäuse 12 und dem stationären Kontaktteil 32 hergestellt ist.
  • Ein Durchmesser D, der Öffnung 30 ist kleiner als ein parallel dazu gemessener Durchmesser D2 der Bimetall-Schnappscheibe 18 und/oder der Feder-Schnappscheibe 20. Somit ist das bewegliche Kontaktteil 22 zwar von außerhalb des Schaltwerksgehäuses 16 durch die Öffnung 30 hindurch zugänglich, die Bimetall-Schnappscheibe 18 und die Feder-Schnappscheibe 20 können sich jedoch nicht aus dem Schaltwerksgehäuse 16 lösen oder aus diesem heraustreten.
  • Das Schaltwerksgehäuse 16 weist einen Grundkörper 36 auf, der aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise aus Metall, ausgebildet ist. Dieser Grundkörper 36 wird vorliegend als "erster Grundkörper" bezeichnet. Der elektrisch leitfähige erste Grundkörper 36 bildet in dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel das gesamte Schaltwerksgehäuse 16. Das Schaltwerksgehäuse 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel also einteilig aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgestaltet.
  • Ein oberer Teil des ersten Grundkörpers 36, welcher die zweite Gehäuseseite 26 bildet, bildet gleichzeitig eine frei zugängliche Außenseite des Schalters 100. Die erste Gehäuseseite 24 und die Gehäuseumfangsseite 28 sind vollständig innerhalb des Schaltergehäuses 12 angeordnet und daher von außerhalb des Schalters 100 nicht zugänglich.
  • Das Schaltergehäuse 12 besteht aus einem elektrisch leitfähigen zweiten Grundkörper 38. Der zweite Grundkörper 38 ist vorzugsweise ebenfalls aus Metall. Der zweite Grundkörper 38 bildet das Unterteil des Schalters 100, in dem die übrigen Bauteile des Schalters 100 angeordnet sind.
  • Der zweite Grundkörper 38 ist vorzugsweise topfförmig ausgestaltet. Ein oberer Rand 40 der hochgezogenen, umfangsseitig umlaufenden Wand 42 des zweiten Grundkörpers 38 des Schaltergehäuses 12 ist zum Zentrum des Schalters 100 hin umgeklappt bzw. umgebördelt, damit das Schaltwerk 10 unverlierbar in dem Schaltergehäuse 12 gehalten ist. Der umfangsseitig verlaufende Zwischenraum zwischen dem Schaltwerksgehäuse 16 und dem Schaltergehäuse 12 ist mit einer Isoliermasse 44 aufgefüllt. Bei der Isoliermasse 44 handelt es sich vorzugsweise um einen Tränklack, der am Ende der Montage des Schalters 100 in den Zwischenraum zwischen dem Schaltergehäuse 12 und dem Schaltwerksgehäuse 16 gegossen wird.
  • Die Isoliermasse 44 sorgt einerseits für eine Fixierung des Schaltwerksgehäuses 16 in dem Schaltergehäuse 12. Andererseits sorgt die Isoliermasse 44 für eine mechanische Abdichtung, die verhindert, dass Flüssigkeiten oder Verunreinigungen von außen in das Innere des Schalters 100 eintreten. Auf diese Weise entsteht ein versiegeltes Schaltergehäuse 12, in dem das Schaltwerksgehäuse 16 unverlierbar gehalten ist.
  • In dem Schaltergehäuse 12 ist ferner ein PTC-Bauteil 46 angeordnet. Bei diesem PTC-Bauteil 46 handelt es sich um ein Kaltleitermaterial, dessen elektrischer Widerstand mit zunehmender Temperatur zunimmt. Das PTC-Bauteil 46 ist platten- bzw. scheibenförmig ausgestaltet. Das PTC-Bauteil 46 ist in das Schaltergehäuse 12 eingelegt und umgibt das stationäre Kontaktteil 32.
  • Das Schaltwerksgehäuse 16 liegt mit seiner ersten Gehäuseseite 24 eben auf dem PTC-Bauteil 46 auf. Der elektrisch leitfähige erste Grundkörper 36 des Schaltwerksgehäuses 16 ist somit über das PTC-Bauteil 46 mit dem elektrisch leitfähigen zweiten Grundkörper 38 des Schaltergehäuses 12 verbunden.
  • Auf dem PTC-Bauteil 46 liegt ein Isolator 48 auf. Dieser Isolator 48 ist als Ringkörper 50 ausgestaltet, der zwischen dem ersten Grundkörper 36 des Schaltwerksgehäuses 16 und dem zweiten Grundkörper 38 des Schaltergehäuses 12 angeordnet ist und an beiden Grundkörpern 36, 38 anliegt. Genauer gesagt, liegt der Ringkörper 50 des Isolators 48 mit seiner Innenseite 52 an der Gehäuseumfangsseite 28 des Schaltwerksgehäuses 16 an und mit seiner Außenseite 54 an einer Innenumfangsfläche 56 des Schaltergehäuses 12 an.
  • Der Isolator 48 ist vorzugsweise als Kunststoffisolator ausgestaltet. Neben seiner Funktion, die Gehäuseumfangsseite 28 des Schaltwerksgehäuses 16 gegenüber der Innenumfangsfläche 56 des Schaltergehäuses 12 zu isolieren, sorgt der Isolator 48 auch für eine korrekte Ausrichtung des Schaltwerks 10 relativ zu dem Schaltergehäuse 12 bzw. des Schaltwerks 10 relativ zu dem stationären Kontaktteil 32. Die Form des Ringkörpers 50 des Isolators 48 ist vorzugsweise an die Form des Schaltergehäuses 12 angepasst. Der Ringkörper 50 ist daher vorzugsweise als Kreisring ausgestaltet.
  • Da der zweite Grundkörper 38 des Schaltergehäuses 12 und der erste Grundkörper 36 des Schaltwerksgehäuses 16 jeweils aus elektrisch leitendem Material gefertigt sind, kann über deren Außenflächen thermischer Kontakt zu einem zu schützenden Gerät hergestellt werden.
  • Die Außenflächen der beiden Grundkörper 36, 38 dienen gleichzeitig auch dem elektrischen Anschluss des Schalters 100. So kann beispielsweise die Außenseite 58 des zweiten Grundkörpers 38 des Schaltergehäuses 12 als erster elektrischer Anschluss fungieren und die Außenseite 60 des ersten Grundkörpers 48 des Schaltwerksgehäuses 16 als zweiter elektrischer Anschluss fungieren. Genauer gesagt, kann die Außenseite 60 des Teils des Grundkörpers 38 des Schaltwerksgehäuses 16, welcher aus dem Schaltergehäuse 12 herausragt, als zweiter elektrischer Anschluss fungieren.
  • Dieser Teil des Schaltwerksgehäuses 16, der eine frei zugängliche Außenseite des Schalters 100 bildet, weist in dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel einen kuppelförmigen Abschnitt 62 auf. Dieser kuppelförmige Abschnitt 62, dessen Oberseite konvex ausgestaltet ist, sorgt für einen extrem druckstabilen Aufbau des Schalters 100. Anstelle eines kuppelförmigen Abschnitts 62 kann dieser Abschnitt des Schaltwerksgehäuses 16 auch topfförmig ausgestaltet sein.
  • In der in Fig. 1 gezeigten Tieftemperaturstellung des Schalters 100 befindet sich die temperaturunabhängige Feder-Schnappscheibe 20 in ihrer ersten Konfiguration und die temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe 18 in ihrer Tieftemperaturkonfiguration. Die Feder-Schnappscheibe 20 drückt das bewegliche Kontaktteil 22 gegen das als Gegenkontakt fungierende stationäre Kontaktteil 32. Der Schalter 100 befindet sich hiermit in seiner geschlossenen Stellung, in der eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Außenseite 60 des Schaltwerksgehäuses 16 und der Außenseite 58 des Schaltergehäuses 12 über die Feder-Schnappscheibe 20, das bewegliche Kontaktteil 22 und das stationäre Kontaktteil 32 hergestellt ist.
  • Der Kontaktdruck zwischen dem beweglichen Kontaktteil 22 und dem stationären Kontaktteil 32 wird durch die Feder-Schnappscheibe 20 erzeugt. Die Feder-Schnappscheibe 20 stützt sich in der Tieftemperaturstellung des Schalters 100 an einer auf der zweiten Gehäuseseite 26 im Inneren des Schaltwerksgehäuses 16 angeordneten Innenfläche 64 ab. Die Bimetall-Schnappscheibe 18 ist in diesem Zustand hingegen nahezu kräftefrei in dem Schaltwerksgehäuse 16 gelagert.
  • Erhöht sich nun die Temperatur des zu schützenden Gerätes und damit die Temperatur des Schalters 100 sowie der darin angeordneten Bimetall-Schnappscheibe 18 auf die Schalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 18 oder über diese Schalttemperatur hinaus, so schnappt die Bimetall-Schnappscheibe 18 von ihrer in Fig. 1 gezeigten konkaven Tieftemperaturkonfiguration in ihre in Fig. 2 gezeigte konvexe Hochtemperaturkonfiguration um. Bei diesem Umschnappen stützt sich die Bimetall-Schnappscheibe 18 mit ihrem äußeren Rand 66 an einer der ersten Gehäuseseite 24 des Schaltwerksgehäuses 16 angeordneten Abstützfläche 68 ab. Dadurch biegt sich gleichzeitig die Feder-Schnappscheibe 20 an ihrem Zentrum nach oben durch, so dass die Feder-Schnappscheibe 20 von ihrer in Fig. 1 gezeigten, ersten stabilen geometrischen Konfiguration in ihre in Fig. 2 gezeigte, zweite geometrisch stabile Konfiguration umschnappt.
  • Fig. 2 zeigt die Hochtemperaturstellung des Schalters 100, in der dieser geöffnet ist. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schaltergehäuse 12 und dem Schaltwerksgehäuse 16, welche in der Tieftemperaturstellung des Schalters 100 über die Schaltwerkseinheit 14 erfolgt, ist in der in Fig. 2 gezeigten Hochtemperaturstellung des Schalters 100 unterbrochen. Das Schaltergehäuse 12 ist dann "nur noch" über das PTC-Bauteil 46 mit dem Schaltwerksgehäuse 16 verbunden.
  • In der Hochtemperaturstellung des Schalters 100 hat das PTC-Bauteil 46 aufgrund der hohen Temperatur bereits einen relativ hohen elektrischen Widerstand. Somit kann nur ein kleiner Reststrom von dem elektrisch leitfähigen Schaltergehäuse 12 über das PTC-Bauteil 46 in das elektrisch leitfähige Schaltwerksgehäuse 16 fließen. Dieser Reststrom ist unschädlich für das zu schützende Gerät. Der Reststrom sorgt allerdings für ein Aufheizen des PTC-Bauteils 46, wodurch der gesamte Schalter 100 aufgeheizt wird. Somit wird auch die Bimetall-Schnappscheibe 18 auf einer Temperatur oberhalb ihrer Schalttemperatur gehalten, so dass der Schalter 100 über die Schaltwerkseinheit 14 nicht mehr geschlossen wird.
  • Erst wenn das zu schützende Gerät stromlos geschaltet wird, also wenn gar kein Strom mehr über den Schalter 100 fließt, kühlt sich das PTC-Bauteil 46 und damit der gesamte Schalter 100 ab. Sobald die Schaltwerkseinheit 14 dann eine Temperatur unterhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 18 erreicht, schnappt die Bimetall-Schnappscheibe 18 dann wieder aus ihrer in Fig. 2 gezeigten Hochtemperaturkonfiguration in ihre in Fig. 1 gezeigte Tieftemperaturkonfiguration um, wodurch der Schalter 100 wieder geschlossen wird.
  • Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Feder-Schnappscheibe 20 nicht zwingend notwendig ist. Die Schaltwerkseinheit 14 kann auch ohne Feder-Schnappscheibe 20 realisiert sein. In einem solchen Fall weist die Schaltwerkseinheit 14 dann "nur" die Bimetall-Schnappscheibe 18 und das bewegliche Kontaktteil 22 auf. Die Bimetall-Schnappscheibe 18 sorgt dann nicht nur für das Schaltverhalten des Schalters 100, sondern erzeugt in der Tieftemperaturstellung des Schalters 100 auch gleichzeitig Kontaktdruck zwischen dem beweglichen Kontaktteil 22 und dem stationären Kontaktteil 32. Die Bimetall-Schnappscheibe 18 wird dann also als stromführendes Bauteil des Schaltwerks 10 eingesetzt.

Claims (14)

  1. Temperaturabhängiger Schalter (100), umfassend:
    - ein temperaturabhängiges Schaltwerk (10) mit einer Schaltwerkseinheit (14), die ein mit einer Bimetall-Schnappscheibe (18) gekoppeltes, bewegliches Kontaktteil (22) aufweist, und mit einem Schaltwerksgehäuse (16), in dem die Schaltwerkseinheit (14) angeordnet und darin unverlierbar gehalten ist; und
    - ein Schaltergehäuse (12), in dem das Schaltwerksgehäuse (16) angeordnet und darin unverlierbar gehalten ist, wobei das Schaltergehäuse (12) ein stationäres Kontaktteil (32) aufweist, das als Gegenkontakt zu dem beweglichen Kontaktteil (22) fungiert;
    wobei das Schaltwerksgehäuse (16) die Schaltwerkseinheit (14) von einer ersten Gehäuseseite (24), einer der ersten Gehäuseseite (24) gegenüberliegenden zweiten Gehäuseseite (26) und einer zwischen und quer zu der ersten und der zweiten Gehäuseseite (24, 26) verlaufenden Gehäuseumfangsseite (28) umgibt und auf der ersten Gehäuseseite (24) eine Öffnung (30) aufweist, durch die das bewegliche Kontaktteil (22) mit dem stationären Kontaktteil (32) zusammenwirkt,
    wobei das Schaltwerksgehäuse (16) einen elektrisch leitfähigen ersten Grundkörper (36) aufweist und das Schaltwerk (10) dazu eingerichtet ist, unterhalb einer Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe (18) den Schalter (100) in einer Tieftemperaturstellung zu halten, in der das Schaltwerk (10) über das bewegliche Kontaktteil (22) eine erste elektrische Verbindung zwischen dem ersten Grundkörper (36) und dem stationären Kontaktteil (32) herstellt, und bei Überschreiten der Ansprechtemperatur, den Schalter (100) in eine Hochtemperaturstellung zu bringen, in der das Schaltwerk (10) die erste elektrische Verbindung unterbricht, und wobei der Schalter (100) ferner ein PTC-Bauteil (46) aufweist, das elektrisch parallel zu der ersten elektrischen Verbindung geschaltet ist.
  2. Temperaturabhängiger Schalter gemäß Anspruch 1, wobei das PTC-Bauteil (46) in dem Schaltergehäuse (12) angeordnet ist.
  3. Temperaturabhängiger Schalter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Schaltergehäuse (12) einen elektrisch leitfähigen zweiten Grundkörper (38) aufweist, der mit dem ersten Grundkörper (36) über das PTC-Bauteil (46) verbunden ist, wobei der zweite Grundkörper (38) die erste Gehäuseseite (24) und die Gehäuseumfangsseite (28) des Schaltwerksgehäuses (16) umgibt.
  4. Temperaturabhängiger Schalter gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schaltwerksgehäuse (16) mit seiner ersten Gehäuseseite (24) an dem PTC-Bauteil (46) anliegt.
  5. Temperaturabhängiger Schalter gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Grundkörper (36) zumindest einen Teil der zweiten Gehäuseseite (26) des Schaltwerksgehäuses (16) bildet, wobei dieser Teil der zweiten Gehäuseseite (26) eine frei zugängliche Außenseite (60) des Schalters (100) bildet.
  6. Temperaturabhängiger Schalter gemäß Anspruch 5, wobei der Teil der zweiten Gehäuseseite (26) des Schaltwerksgehäuses (16), der eine frei zugängliche Außenseite (60) des Schalters (100) bildet, einen nach außen gewölbten, kuppel- oder topfförmigen Abschnitt (62) aufweist.
  7. Temperaturabhängiger Schalter gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Schaltwerksgehäuse (16) einteilig ausgestaltet ist.
  8. Temperaturabhängiger Schalter gemäß Anspruch 3, mit einem Isolator (48), der zwischen dem ersten Grundkörper (36) und dem zweiten Grundkörper (38) angeordnet ist und an dem ersten Grundkörper (36) sowie an dem zweiten Grundkörper (38) anliegt.
  9. Temperaturabhängiger Schalter gemäß Anspruch 8, wobei der Isolator (48) einen Ringkörper (50) aufweist, der mit seiner Innenseite (52) an der Gehäuseumfangsseite (28) des Schaltwerksgehäuses (16) anliegt und mit seiner Außenseite (54) an einer Innenumfangsfläche des Schaltergehäuses (12) anliegt.
  10. Temperaturabhängiger Schalter gemäß 9, wobei der Ringkörper (50) mit seiner Unterseite an dem PTC-Bauteil (46) anliegt.
  11. Temperaturabhängiger Schalter gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Durchmesser der Öffnung (30) kleiner als ein parallel dazu gemessener Durchmesser der Bimetall-Schnappscheibe (18) ist.
  12. Temperaturabhängiger Schalter gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bimetall-Schnappscheibe (18) dazu eingerichtet ist, bei Überschreiten der Ansprechtemperatur von einer geometrisch stabilen Tieftemperaturkonfiguration in eine geometrisch stabile Hochtemperaturkonfiguration umzuschnappen, und wobei sich die Bimetall-Schnappscheibe (18) in ihrer Hochtemperaturkonfiguration an einer auf der ersten Gehäuseseite (24) des Schaltwerksgehäuses (16) angeordneten Abstützfläche (68) abstützt, die an dem ersten Grundkörper (36) ausgebildet ist, und dabei das bewegliche Kontaktteil (22) auf Abstand zu dem stationären Kontakt (32) hält.
  13. Temperaturabhängiger Schalter gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltwerkseinheit (14) ferner eine mit dem beweglichen Kontaktteil (22) gekoppelte Feder-Schnappscheibe (20) aufweist, die sich in der Tieftemperaturstellung des Schalters (100) an einer auf der zweiten Gehäuseseite (26) im Inneren des Schaltwerksgehäuses (16) angeordneten Innenfläche (64) abstützt.
  14. Temperaturabhängiger Schalter gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein umfangsseitig verlaufender Zwischenraum zwischen dem Schaltwerksgehäuse (16) und dem Schaltergehäuse (12) mit Isoliermasse (44) aufgefüllt ist.
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