EP4310878B1 - Temperature-dependent switching device, temperature-dependent switch, and method for producing a temperature-dependent switching device - Google Patents
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- EP4310878B1 EP4310878B1 EP23186032.1A EP23186032A EP4310878B1 EP 4310878 B1 EP4310878 B1 EP 4310878B1 EP 23186032 A EP23186032 A EP 23186032A EP 4310878 B1 EP4310878 B1 EP 4310878B1
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Definitions
- the present invention relates to a temperature-dependent switching mechanism for a temperature-dependent switch.
- the present invention further relates to a temperature-dependent switch with such a temperature-dependent switching mechanism.
- the present invention relates to a method for producing a temperature-dependent switching mechanism that can be used in a temperature-dependent switch.
- Temperature-dependent switches are already known in many different forms. An example of a temperature-dependent switch is shown in the DE 10 2011 119 632 B3 revealed.
- Such temperature-dependent switches are used in a known manner to monitor the temperature of a device. To do this, the switch is brought into thermal contact with the device to be protected, for example via one of its outer surfaces, so that the temperature of the device to be protected influences the temperature of the switching mechanism arranged inside the switch.
- the switch is typically connected electrically in series via connecting cables into the supply circuit of the device to be protected, so that below the response temperature of the switch, the supply current of the device to be protected flows through the switch.
- the switching mechanism is arranged inside a switch housing.
- the switch housing is constructed in two parts. It has a lower part that is firmly connected to a cover part with an insulating film in between.
- the temperature-dependent switching mechanism arranged in the switch housing has a spring snap disk to which a movable contact part is attached, as well as a bimetal snap disk that is placed over the movable contact part.
- the spring snap disk presses the movable contact part against a stationary counter-contact that is arranged on the inside of the switch housing on the cover part.
- the spring snap disk rests on the outer edge of the spring snap disk. in the lower part of the switch housing, so that the electrical current flows from the lower part through the spring snap disc and the movable contact part into the stationary counter contact and from there into the cover part.
- the temperature-dependent bimetal snap disc is essentially responsible for the temperature-dependent switching behavior of the switch. This is usually designed as a multi-layer, active, sheet-metal component made of two, three or four interconnected components with different thermal expansion coefficients.
- the connection of the individual layers of metals or metal alloys in such bimetal snap discs is usually materially bonded or positively bonded and is achieved, for example, by rolling.
- Such a bimetal snap disc has a first stable geometric configuration (low temperature configuration) at low temperatures, below the response temperature of the bimetal snap disc, and a second stable geometric configuration (high temperature configuration) at high temperatures, above the response temperature of the bimetal snap disc.
- the bimetal snap disc jumps from its low temperature configuration to its high temperature configuration in a hysteresis manner. If the temperature of the bimetal snap disc increases as a result of a temperature increase in the device to be protected above the response temperature of the bimetal snap disc, it snaps from its low temperature configuration to its high temperature configuration.
- the bimetal snap disc works against the spring snap disc in such a way that it lifts the movable contact part off the stationary counter contact, so that the switch opens and the device to be protected is switched off and cannot heat up any further.
- the bimetal snap-action disc snaps back into its low-temperature configuration so that the switch is closed again as soon as the temperature of the bimetal snap-action disc drops below the so-called return temperature of the bimetal snap-action disc as a result of the cooling of the device to be protected.
- the bimetal snap-action disk In its low-temperature configuration, the bimetal snap-action disk is preferably mounted in the switch housing without mechanical forces, whereby the bimetal snap-action disk is also not used to conduct the current.
- This has the advantage that the bimetal snap-action disk has a longer service life and that the switching point, i.e. the response temperature of the bimetal snap-action disk, does not change even after many switching cycles.
- the bimetal snap disc is therefore preferably inserted into the switch housing as a loose individual part during manufacture of the switch, with the bimetal snap disc being slipped over the contact part attached to the spring snap disc, for example with a central through hole provided in it. Only when the switch housing is closed is the bimetal snap disc then fixed in its position and its position relative to the other components of the switching mechanism determined.
- the production of such a switch in which the bimetal snap disc is inserted individually has proven to be relatively complicated, since several steps are necessary to insert the switching mechanism into the switch housing.
- the bimetal snap disc is therefore connected in advance (outside the switch housing) to the contact part attached to the spring snap disc. To do this, the bimetal snap disc is put over the contact part and then an upper collar of the contact part is folded over. As a result, not only is the spring snap disc attached to the contact part, but the bimetal snap disc is also held captive to it.
- the switching mechanism which consists of the bimetal snap disc, the spring snap disc and the contact part, can be manufactured in advance as a semi-finished product, which forms a captive unit and can be stored separately as bulk goods.
- the switching mechanism can then be inserted into the switch housing as a captive unit in just one step. This simplifies the production of the switch many times over.
- the spring snap disk is on the one from the DE 10 2011 119 632 B3
- Known switches are welded or soldered to the contact part in order to create the best possible electrical contact between the two components.
- the welding or soldering device between the contact part and the spring snap disk can break. Switchgears that are defective in this way can then of course no longer be used.
- the bimetal snap disk, the spring snap disk and the contact part form a captive unit before installation in the switch housing, which can be inserted into the switch housing as a whole during production of the switch and can be stored in advance as bulk goods.
- the contact part has a jacket made of softer metal and a core made of electrically conductive, harder metal.
- the bimetal snap disk and the spring snap disk are plugged onto the jacket and molded into the softer metal of the jacket.
- this type of connection often leads to the bimetal snap disk and/or the spring snap disk becoming accidentally detached from the contact part during storage of the switching mechanism.
- the captive unit of the switching mechanism is achieved by connecting the bimetal snap disk and the spring snap disk with a rivet.
- this rivet can also form the movable contact part of the switching mechanism.
- the rivet is constructed in two parts and has a rivet bolt that works together with a hollow rivet or a rivet bolt with a counterholder attached to it.
- the switching mechanism according to the invention has an electrically conductive contact part that is guided through through holes in the bimetal snap disk and the spring snap disk.
- the contact part therefore protrudes through both snap disks. It has a radially protruding support shoulder against which the two snap disks rest from opposite sides. Locking elements that are arranged on both sides of this support shoulder hold the respective snap disk between the support shoulder and the respective locking element captive, but with play on the contact part.
- the contact part thus forms a captive unit together with the bimetal snap disk and the spring snap disk, which can be pre-produced as a semi-finished product and kept in stock as bulk goods and can then be inserted as a whole into a corresponding switch housing when the switch is assembled.
- the locking elements for holding and locking the bimetal snap disc and the spring snap disc are integrally connected to the base body of the contact part.
- the locking elements are created by forming a respective part of the base body.
- the contact part is thus formed in one piece and the base body of the contact part is integrally connected to the support shoulder and the two locking elements.
- a switching mechanism consisting of just three parts can be formed from the contact part, the bimetal snap disc and the spring snap disc, which is implemented as a captive unit.
- This three-part structure has the advantage of requiring as few necessary components as possible, as well as the advantage of a mechanically very stable and robust structure of the switching mechanism.
- the one-piece construction of the contact part is advantageous both for mechanical reasons and in terms of its lower manufacturing costs compared to the two-piece riveted connections used in the DE 10 2007 014 237 A1 and the DE 29 17 482 A1 known switches.
- the bimetal snap disk and the spring snap disk are held with play on the base body of the contact part by means of the locking elements, so that undesirable tensions and resulting deformations of the two snap disks can hardly occur.
- the first locking element has at least one first holding claw that protrudes radially from the base body and is integrally formed therewith, or a first flanged collar that protrudes radially from the base body and runs around the circumference of the base body.
- the second locking element has at least one second holding claw that protrudes radially from the base body and is integrally formed therewith, or a second flanged collar that protrudes radially from the base body and runs around the circumference of the base body.
- One or more retaining claws can be provided for each locking element (first and second locking element).
- the retaining claws can form individual peripheral sections of the base body or run around the entire circumference of the base body. These retaining claws can be designed as bent or flanged retaining claws.
- a circumferential collar can also function as a locking element.
- This collar can be produced by flanging a part that has been pre-formed accordingly on the base body of the contact part.
- the collar can also be produced by a circumferential cutting notch made in the base body, through which the material of the base body that is located further out radially is bent radially outwards and forms the collar.
- a first distance between an upper side of the contact part arranged on the first side of the support shoulder and an underside of the contact part arranged on the second side of the support shoulder is greater than a second distance between the first locking element and the second locking element.
- the locking elements are arranged in an area between the free top and the free bottom of the contact part. Accordingly, the contact part can rest with its free top and its free bottom on corresponding counter contacts or counter contact surfaces without the locking elements coming into contact with the counter contacts or the counter contact surfaces. On the one hand, this creates a precisely defined contact between the contact part and the counter contacts or the counter contact surfaces and, on the other hand, prevents damage to the locking elements.
- the bimetal snap disk is held on the base body with greater play than the spring snap disk.
- the spring snap disc is therefore preferably clamped more tightly between the support shoulder and the second locking element than the bimetal snap disc is between the support shoulder and the first locking element.
- the bimetal snap disc This means that it has greater mobility relative to the contact part than the spring snap disc. This guarantees the best possible electrical contact between the spring snap disc and the contact part and also allows sufficient mobility of the bimetal snap disc, which is advantageous in terms of its service life.
- the bimetal snap disc unlike the spring snap disc, is preferably not used as a current-carrying component of the switching mechanism, there does not have to be an overly tight clamping between the bimetal snap disc and the contact part.
- the switching mechanism is designed to be rotationally symmetrical about a longitudinal axis of the contact part.
- the first through hole is arranged centrally in the bimetal snap-action disk.
- the second through hole is preferably arranged centrally in the spring snap-action disk.
- the bimetal snap disk and the spring snap disk are preferably each designed in the shape of a circular disk. Furthermore, the bimetal snap disk and the spring snap disk are preferably each designed to be bistable.
- bistable means that both snap disks each have two different, stable geometric configurations/positions (used synonymously here), whereby the two stable configurations/positions of the bimetal snap disk are temperature-dependent and the two stable configurations/positions of the spring snap disk are temperature-independent.
- the switching mechanism only snaps over if the response temperature of the bimetal snap disk is exceeded and the return temperature of the bimetal snap disk is undershot.
- the spring snap disk snaps together with the bimetal snap disk and is forced into its other configuration/position by this.
- the derailleur further comprises a derailleur housing which holds the bimetal snap disc, the spring snap disc and the contact part captive but with play.
- This derailleur housing is not to be confused with the typical switch housing, which forms the outer housing of the switch.
- the derailleur housing used in this design is an additional housing in which the derailleur can already be arranged before it is installed in the switch outer housing.
- the rear derailleur can already be pre-produced as a semi-finished product in the rear derailleur housing and then inserted into the switch housing together with the rear derailleur housing.
- the derailleur housing has the advantage that the fragile components of the derailleur, such as the bimetal snap disk and the spring snap disk, are protected by the derailleur housing during storage.
- the additional derailleur housing makes it much easier to install the derailleur in the switch housing, as the derailleur housing already allows the derailleur to be pre-positioned. Furthermore, the additional derailleur housing makes it possible to create an extremely pressure-resistant switch.
- the derailleur housing surrounds the bimetal snap disk and the spring snap disk from a first housing side, a second housing side opposite the first housing side and a side between and transverse to the first and the second housing side, preferably at least partially, wherein the first housing side has an opening through which the contact part is accessible from outside the derailleur housing.
- the stationary contact that acts as a counterpart to the contact part can therefore continue to be arranged on the switch housing, since the contact part protrudes from the switch housing via the opening mentioned.
- a first electrical contact can thus take place between the contact part and the counter contact arranged on the switch housing.
- the second electrical contact between the switch and the second stationary contact which is also arranged on the switch housing, can be established via the switch housing.
- a diameter of the opening in the derailleur housing is preferably smaller than a diameter of the bimetal snap disk measured parallel to it.
- the bimetal snap disc is thus securely held in the derailleur housing and cannot come loose even in the event of a shock.
- the derailleur housing is preferably designed in one piece and comprises an electrically conductive material.
- the derailleur housing is particularly preferably designed from metal.
- the switchgear housing is preferably used as a current-carrying component in the switch.
- the spring snap disc is preferably supported on the inside of the switchgear housing, so that when the switch is installed and in the closed switch position, the current flows from one connection of the switch via the switchgear housing, the spring snap disc and the contact part to the other connection of the switch.
- the present invention relates not only to the switching mechanism itself, but also to the temperature-dependent switch in which such a temperature-dependent switching mechanism is used.
- the temperature-dependent switch has a Switch housing surrounding the switching mechanism, which has a first electrical connection and a second electrical connection, wherein the switching mechanism is designed to establish an electrical connection between the first and the second electrical connection below a response temperature of the bimetallic snap disk and to interrupt the electrical connection when the response temperature is exceeded.
- Fig. 1-4 show various embodiments of the switching mechanism according to the invention, each in a schematic sectional view.
- the switching mechanism is designated in its entirety with the reference number 10.
- the switching mechanism 10 is a temperature-dependent switching mechanism. As explained in more detail below, the switching mechanism 10 switches between a low-temperature position and a high-temperature position depending on the temperature. In Fig. 1-4 the low temperature position of the switching mechanism 10 is shown.
- the switching mechanism 10 is constructed in three parts. It has a temperature-dependent bimetal snap disk 12, a temperature-independent spring snap disk 14 and a contact part 16.
- the bimetal snap disk 12 and the spring snap disk 14 are held captive on the contact part, but with play.
- the switching mechanism 10 can thus be pre-produced as a semi-finished product and then used as a complete unit in a corresponding switch, as is the case, for example, in Fig. 5 and 6 shown. Since the two snap disks 12, 14 are held captive on the contact part 16, an unintentional release of the two snap disks 12, 14 from the contact part 16 is prevented.
- the two snap disks 12, 14 are preferably designed in the shape of a circular disk, each having a centrally arranged through hole 18, 20.
- the through hole 18 arranged centrally in the bimetal snap disk 12 is referred to here as the first through hole.
- the through hole 20 arranged in the spring snap disk 14 is referred to as the second through hole.
- the two snap disks 12, 14 are placed over the contact part 16 from opposite sides with their respective through holes 18, 20.
- the contact part 16 thus penetrates both snap disks 12, 14 at a central point.
- the contact part 16 has a base body 22, which is preferably solid and has an electrically conductive material. This base body 22 is guided through the two through holes 18, 20.
- the contact part 16 has a support shoulder 24 that projects radially from the base body 22.
- the two snap disks 12, 14 rest on this support shoulder 24 from opposite sides.
- the bimetal snap disk 12 is arranged on a first side of the support shoulder 24, which in Fig. 1-4
- the spring snap disk 14 is arranged on a second side of the support shoulder 24 opposite the first side, which in Fig. 1-4 which forms the underside.
- locking elements 26, 28 are formed on the contact part 16, with the aid of which the two snap disks 12, 14 are held on the contact part 16.
- the two locking elements 26, 28 protrude radially from the base body 22 of the contact part 16.
- the first locking element 26 is arranged on the first side of the support shoulder 24.
- the second locking element 28 is arranged on the opposite second side of the support shoulder 24.
- the bimetallic snap disk 12 is arranged between the first locking element 26 and the support shoulder 24 and is held captive but with play on the base body 22 of the contact part 16 due to the radial projection of the first locking element 26 and the support shoulder 24 between the first locking element 26 and the support shoulder 24.
- the spring snap disk 14 is arranged between the second locking element 28 and the support shoulder 24 and is held between the second locking element 28 and the support shoulder 24 due to the radial projection of the second locking element 28 and the support shoulder 24 are held captive but with play on the base body 22 of the contact part 16.
- the contact part 16 is formed as a single piece together with the support shoulder 24 and the two locking elements 26, 28.
- the support shoulder 24 as well as the two locking elements 26, 28 are formed integrally with the base body 22 of the contact part 16.
- the two locking elements 26, 28 are each designed as a circumferentially encircling collar, which is formed by a circumferentially encircling cutting notch 30 or 32.
- the circumferentially encircling collar forming the first locking element 26 projects radially upwards from the base body 22 of the contact part 16 at an angle.
- the collar forming the second locking element 28 projects radially downwards from the base body 22 of the contact part 16 at an angle.
- Both collars can be formed relatively easily by forming a circumferential cut notch 30 or 32 into the contact part 16.
- the cut notches 30, 32 are formed into the contact part 16 after the two snap disks 12, 14 with their through holes 18, 20 have been slipped over the base body 22 of the contact part 16.
- the locking elements 26, 28 each have at least one retaining claw 34 or 36. Both locking elements 26, 28 can have either a radially encircling retaining claw 34, 36 extending over the entire circumference of the contact part. Such encircling retaining claws then form very similar locking elements to those in Fig. 1 collar shown.
- both locking elements 26, 28 to each have a plurality of such holding claws 34, 36, which are arranged at a distance from one another in the circumferential direction on the contact part 16. There are then gaps between these individual, circumferentially distributed holding claws.
- the retaining claws 34, 36 are preferably manufactured by forming or flanging correspondingly pre-formed claw elements. Part of this manufacturing process is described in Fig. 7 shown schematically.
- Fig. 7 shows in particular the flanging of the lower retaining claw 36, which later forms the second locking element 28, which serves to attach the spring snap disk 14 to the contact part 16.
- the pre-formed retaining claws 34, 36 protrude upwards or downwards in the axial direction from the base body 22. They are flanged by a suitable press stamp 38.
- This press stamp 38 has a bevel 40 arranged on the circumference at its radially outer end, with which the press stamp 38 contacts the retaining claw 36 during the forming process.
- a counterholder 42 acting as a counterpart to the press stamp 38 presses from the opposite side onto the support shoulder 24 of the contact part 16.
- the retaining claw 36 is thus bent or flanged by the press stamp 38. This is in Fig. 7 indicated by the arrows 44.
- the spring snap disk 14 preferably rests on a radially circumferential support surface 46.
- the assembly and fixing of the bimetal snap disk 12 is carried out in an equivalent manner.
- the contact part 16 together with the spring snap disk 14 attached to it is turned 180° around an axis that is orthogonal to the plane of the sheet and the bimetal snap disk is slipped over the base body 22 of the contact part 16 so that it is arranged on the opposite side of the support shoulder 24 compared to the spring snap disk 14.
- the retaining claw 34 can then be bent radially outwards using the same press stamp 38 so that it is also finally attached to the contact part 16.
- the base body 22 of the contact part 16 is preferably convexly shaped on its upper side 48.
- the contact part 16 is preferably designed such that a distance d 1 between the upper side 48 and the lower side 50 of the contact part 16 is greater than a distance d 2 between the first locking element 26 and the second locking element 28.
- At least the top side 48 of the contact part 16 projects upwards relative to the first locking element 26. This is particularly advantageous because the contact part 16 comes to rest with its top side 48 on a corresponding counter contact and the locking elements 26, 28 do not cause a collision with the counter contact.
- the bimetal snap disk 12 is held on the contact part 16 with greater play than the spring snap disk 14. This guarantees sufficient freedom of movement of the bimetal snap disk 12. At the same time, the slightly smaller play between the spring snap disk 14 and the contact part 16 guarantees the best possible electrical contact between these two components.
- Fig. 3 and 4 show further embodiments of the switching mechanism 10 according to the invention.
- the design of the bimetal snap disk 12, the spring snap disk 14 and the contact part 16 corresponds to that in Fig. 1
- the rear derailleur 10 has the features shown in Fig. 3 and 4 shown embodiments has a switching mechanism housing 52.
- this switching mechanism housing 52 the unit consisting of the bimetal snap disk 12, the spring snap disk 14 and the contact part 16 is held captive, but with play.
- the derailleur housing 52 at least partially surrounds the bimetal snap disk 12 and the spring snap disk 14 from a first housing side 54, a second housing side 56 opposite the first housing side 54 and a housing peripheral side 58 running between and transversely to the first and second housing sides 54, 56.
- a housing peripheral side 58 running between and transversely to the first and second housing sides 54, 56.
- an opening 60 is provided in the derailleur housing 52 through which the contact part 16 is accessible from outside the derailleur housing 52.
- a diameter D 1 of the opening 60 is smaller than a diameter D 2 of the bimetallic snap disk 12 measured parallel thereto.
- the derailleur housing 52 is preferably designed in one piece and consists of an electrically conductive material, for example metal.
- the derailleur 10 is preferably designed to be rotationally symmetrical about a longitudinal axis 62 of the contact part 16, both including and excluding the derailleur housing 52.
- the two in Fig. 3 and 4 The embodiments of the derailleur 10 shown in FIG. 1 differ essentially in the shape of the derailleur housing 52. While the base 64 arranged on the second housing side 56 in the Fig. 4 The bottom 64 in the embodiment shown is curved in section and forms a kind of convex dome, the bottom 64 in the Fig. 3 shown embodiment is essentially plate-shaped and has a pot-like bulge 66 in a central section.
- FIG. 5 and 6 an embodiment of a temperature-dependent switch in which the switching mechanism 10 according to the invention can be used is shown in a schematic sectional view.
- the switch is identified in its entirety with the reference number 100.
- Fig. 5 shows the low temperature position of switch 100.
- Fig. 6 shows the high temperature position of switch 100.
- the switch 100 has according to the Fig. 5 and 6
- the embodiment shown has a switch housing 68 which acts as a housing for the rear derailleur 10.
- the rear derailleur 10 is inserted into the switch housing 68 together with its rear derailleur housing 52.
- the rear derailleur 10 corresponds to the Fig. 3 It is understood, however, that the embodiment shown in Fig. 4
- the derailleur shown can be inserted in an equivalent form into the switch housing 68 of the switch 100.
- a derailleur 10 without a derailleur housing 52 as is shown for example in Fig. 1 and 2 shown, can be inserted into the switch housing 68 of the switch 100 without changing the basic function of the switch 100.
- the switch housing 68 comprises a pot-like lower part 70 and a cover part 72 which is held to the lower part 70 by a bent or flanged edge 74.
- the housing is made of an electrically conductive material, preferably metal.
- An insulating film 76 is arranged between the lower part 70 and the cover part 72. The insulating film 76 ensures electrical insulation of the lower part 70 from the cover part 72. The insulating film 76 also ensures a mechanical seal that prevents liquids or contaminants from entering the housing interior from the outside.
- the lower part 70 and the cover part 72 in this embodiment are each made of electrically conductive material, thermal contact can be made to an electrical device to be protected via their outer surfaces.
- the outer surfaces also serve as the external electrical connection of the switch 100.
- the outer surface 71 of the cover part 72 can function as the first electrical connection and the outside 73 of the lower part 70 can function as the second electrical connection.
- a further insulation layer 78 may be arranged on the outside of the cover part 72, as shown in Fig. 5 and 6 shown.
- the derailleur 10 is clamped between the lower part 70 and the cover part 72.
- a spacer ring 80 against which the derailleur housing 52 rests on the circumference, serves to position the derailleur 10. It is particularly important that the contact part 16 is aligned with a counter contact 82, which is arranged on the inside of the cover part 72. This counter contact 82 is also referred to here as the first stationary contact.
- the inside 75 of the lower part 70 serves as the second stationary contact.
- the switch 100 In the Fig. 5 In the position shown, the switch 100 is in its low-temperature position, in which the temperature-independent spring snap disk 14 is in its first configuration and the temperature-dependent bimetallic snap disk 12 is in its low-temperature configuration.
- the spring snap disk 14 presses the contact part 16 against the counter contact 82.
- the switch 100 is thus in its closed position, in which an electrically conductive connection is established between the first stationary contact 82 and the second stationary contact 75 via the contact part 16 and the spring snap disk 14.
- the contact pressure between the contact part 16 and the first stationary contact 82 is generated by the spring snap disk 14.
- the bimetallic snap disk 12, on the other hand, is almost force-free in this state.
- the bimetal snap disk 12 snaps from its Fig. 5 shown, convex low-temperature configuration into its concave high-temperature configuration, which is Fig. 6 is shown.
- the bimetal snap disk 12 rests with its outer edge on the first housing side 54 of the switchgear housing 52. With its center, the bimetal snap disk 12 pulls the movable contact part 16 downwards and lifts the movable contact part 16 off the first stationary contact 82.
- Fig. 6 shows the high temperature position of switch 100, in which it is open. The circuit is thus interrupted.
- the bimetallic snap disk 12 is supported on the cover part 72 in the high-temperature position of the switch 100 with the insulating film 76 in between.
- the bimetal snap-action disk 12 snaps back into its low-temperature position when the switch-back temperature, which is also referred to as the return temperature, is reached, as is the case, for example, in Fig. 5 This allows a reversible switching behavior to be realized.
- the switching mechanism 10 according to the invention can also be used in other types of temperature-dependent switches.
- Fig. 5 and 6 show only one possible design of a temperature-dependent switch in which the switching mechanism 10 according to the invention can be used.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein temperaturabhängiges Schaltwerk für einen temperaturabhängigen Schalter. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren einen temperaturabhängigen Schalter mit einem solchen temperaturabhängigen Schaltwerk. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines temperaturabhängigen Schaltwerks, das in einem temperaturabhängigen Schalter einsetzbar ist.The present invention relates to a temperature-dependent switching mechanism for a temperature-dependent switch. The present invention further relates to a temperature-dependent switch with such a temperature-dependent switching mechanism. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a temperature-dependent switching mechanism that can be used in a temperature-dependent switch.
Temperaturabhängige Schalter sind grundsätzlich bereits in einer Vielzahl bekannt. Ein beispielhafter temperaturabhängiger Schalter ist in der
Derartige temperaturabhängige Schalter dienen in an sich bekannter Weise dazu, die Temperatur eines Gerätes zu überwachen. Hierzu wird der Schalter bspw. 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.Such temperature-dependent switches are used in a known manner to monitor the temperature of a device. To do this, the switch is brought into thermal contact with the device to be protected, for example via one of its outer surfaces, so that the temperature of the device to be protected influences the temperature of the switching mechanism arranged inside the switch.
Der Schalter wird dabei typischerweise über Anschlussleitungen elektrisch in Reihe in den Versorgungsstromkreis des schützenden Gerätes geschaltet, so dass unterhalb der Ansprechtemperatur des Schalters der Versorgungsstrom des zu schützenden Gerätes durch den Schalter fließt.The switch is typically connected electrically in series via connecting cables into the supply circuit of the device to be protected, so that below the response temperature of the switch, the supply current of the device to be protected flows through the switch.
Bei dem aus der
Für das temperaturabhängige Schaltverhalten des Schalters ist im Wesentlichen die temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe verantwortlich. Diese ist meist als mehrlagiges, aktives, blechförmiges Bauteil aus zwei, drei oder vier miteinander verbundenen Komponenten mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ausgebildet. Die Verbindung der einzelnen Lagen aus Metallen oder Metalllegierungen sind bei derartigen Bimetall-Schnappscheiben meist stoffschlüssig oder formschlüssig und werden bspw. durch Walzen erreicht.The temperature-dependent bimetal snap disc is essentially responsible for the temperature-dependent switching behavior of the switch. This is usually designed as a multi-layer, active, sheet-metal component made of two, three or four interconnected components with different thermal expansion coefficients. The connection of the individual layers of metals or metal alloys in such bimetal snap discs is usually materially bonded or positively bonded and is achieved, for example, by rolling.
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. Erhöht sich also die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe infolge einer Temperaturerhöhung bei dem zu schützenden Gerät über die Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe hinaus, so schnappt diese von ihrer Tieftemperaturkonfiguration in ihre Hochtemperaturkonfiguration um. Hierbei arbeitet die Bimetall-Schnappscheibe so gegen die Feder-Schnappscheibe, dass sie das bewegliche Kontaktteil von dem stationären Gegenkontakt abhebt, so dass der Schalter öffnet und das zu schützende Gerät abgeschaltet wird und sich nicht weiter aufheizen kann.Such a bimetal snap disc has a first stable geometric configuration (low temperature configuration) at low temperatures, below the response temperature of the bimetal snap disc, and a second stable geometric configuration (high temperature configuration) at high temperatures, above the response temperature of the bimetal snap disc. Depending on the temperature, the bimetal snap disc jumps from its low temperature configuration to its high temperature configuration in a hysteresis manner. If the temperature of the bimetal snap disc increases as a result of a temperature increase in the device to be protected above the response temperature of the bimetal snap disc, it snaps from its low temperature configuration to its high temperature configuration. The bimetal snap disc works against the spring snap disc in such a way that it lifts the movable contact part off the stationary counter contact, so that the switch opens and the device to be protected is switched off and cannot heat up any further.
Sofern keine Rückschaltsperre vorgesehen ist, schnappt die Bimetall-Schnappscheibe wieder in ihre Tieftemperaturkonfiguration zurück, so dass der Schalter wieder geschlossen wird, sobald sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe infolge der Abkühlung des zu schützenden Gerätes unterhalb der sog. Rücksprungtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe absenkt.If no switch-back lock is provided, the bimetal snap-action disc snaps back into its low-temperature configuration so that the switch is closed again as soon as the temperature of the bimetal snap-action disc drops below the so-called return temperature of the bimetal snap-action disc as a result of the cooling of the device to be protected.
Die Bimetall-Schnappscheibe ist in ihrer Tieftemperaturkonfiguration vorzugsweise mechanisch kräftefrei in dem Schaltergehäuse gelagert, wobei die Bimetall-Schnappscheibe auch nicht zur Führung des Stromes eingesetzt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Bimetall-Schnappscheibe eine längere Lebensdauer aufweist, und dass sich der Schaltpunkt, also die Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe, auch nach vielen Schaltzyklen nicht verändert.In its low-temperature configuration, the bimetal snap-action disk is preferably mounted in the switch housing without mechanical forces, whereby the bimetal snap-action disk is also not used to conduct the current. This has the advantage that the bimetal snap-action disk has a longer service life and that the switching point, i.e. the response temperature of the bimetal snap-action disk, does not change even after many switching cycles.
Bei einer Vielzahl von temperaturabhängigen Schaltern wird die Bimetall-Schnappscheibe daher bei der Herstellung des Schalters vorzugsweise als loses Einzelteil in das Schaltergehäuse eingelegt, wobei die Bimetall-Schnappscheibe bspw. mit einem darin vorgesehenen zentrischen Durchgangsloch über das an der Feder-Schnappscheibe befestigte Kontaktteil gestülpt 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 Produktion 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 das Schaltergehäuse notwendig sind.For a large number of temperature-dependent switches, the bimetal snap disc is therefore preferably inserted into the switch housing as a loose individual part during manufacture of the switch, with the bimetal snap disc being slipped over the contact part attached to the spring snap disc, for example with a central through hole provided in it. Only when the switch housing is closed is the bimetal snap disc then fixed in its position and its position relative to the other components of the switching mechanism determined. However, the production of such a switch in which the bimetal snap disc is inserted individually has proven to be relatively complicated, since several steps are necessary to insert the switching mechanism into the switch housing.
Bei dem aus der
Das aus der Bimetall-Schnappscheibe, der Feder-Schnappscheibe und dem Kontaktteil bestehende Schaltwerk lässt sich damit bereits vorab als Halbfabrikat herstellen, welches eine unverlierbare Einheit bildet und separat als Schüttgut auf Lager gehalten werden kann. Bei der Herstellung des Schalters kann das Schaltwerk dann als unverlierbare Einheit gesamthaft in nur einem Arbeitsschritt in das Schaltergehäuse eingesetzt werden. Dies vereinfacht die Produktion des Schalters um ein Vielfaches.The switching mechanism, which consists of the bimetal snap disc, the spring snap disc and the contact part, can be manufactured in advance as a semi-finished product, which forms a captive unit and can be stored separately as bulk goods. When manufacturing the switch, the switching mechanism can then be inserted into the switch housing as a captive unit in just one step. This simplifies the production of the switch many times over.
Die Feder-Schnappscheibe ist bei dem aus der
Auch in der
Eine weitere Möglichkeit der Vorproduktion des Schaltwerks als Halbfabrikat ist aus der
Während sich diese Art der Nietverbindung zwischen Feder-Schnappscheibe und Bimetall-Schnappscheibe als mechanisch langzeitbeständige Verbindung herausgestellt hat, führt die Nietverbindung jedoch zu anderen Nachteilen. So kommt es meist zu einer fixen Einspannung der Bimetall-Schnappscheibe an dem Niet, was zu Verformungen und damit zu Fehlfunktionen der Bimetall-Schnappscheibe führen kann.While this type of rivet connection between spring snap disk and bimetal snap disk has proven to be a mechanically long-lasting connection, the rivet connection does lead to other disadvantages. For example, it usually results in a fixed clamping of the bimetal snap disc to the rivet, which can lead to deformation and thus to malfunctions of the bimetal snap disc.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein temperaturabhängiges Schaltwerk bereitzustellen, das sich einfach und preiswert aus möglichst wenigen Bauteilen als Halbfabrikat produzieren lässt und als Schüttgut auf Lager gehalten werden kann, ohne dabei anfällig für Beschädigungen zu sein, die zu einem Defekt des Schaltwerks führen. Des Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen temperaturabhängigen Schaltwerks bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide a temperature-dependent switching mechanism that can be produced simply and inexpensively from as few components as possible as a semi-finished product and can be kept in stock as bulk goods without being susceptible to damage that could lead to a defect in the switching mechanism. Furthermore, the present invention is based on the object of providing a method for producing such a temperature-dependent switching mechanism.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein temperaturabhängiges Schaltwerk gemäß Anspruch 1 gelöst, mit:
- einer temperaturabhängigen Bimetall-Schnappscheibe, die ein erstes Durchgangsloch aufweist;
- einer temperaturunabhängigen Feder-Schnappscheibe, die ein zweite Durchgangsloch aufweist; und
- einem elektrisch leitfähigen Kontaktteil, das einen Grundkörper aufweist, der durch das erste Durchgangsloch und das zweite Durchgangsloch hindurchgeführt ist; wobei das Kontaktteil eine radial von dem Grundkörper abstehende Auflageschulter, ein radial von dem Grundkörper abstehendes erstes Arretierelement, das auf einer ersten Seite der Auflageschulter angeordnet ist, und ein radial von dem Grundkörper abstehendes zweites Arretierelement, das auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Auflageschulter angeordnet ist, aufweist, wobei die temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe zwischen dem ersten Arretierelement und der Auflageschulter angeordnet ist und von dem ersten Arretierelement und der Auflageschulter unverlierbar, aber mit Spiel an dem Grundkörper des Kontaktteils gehalten ist,
- wobei die temperaturunabhängige Feder-Schnappscheibe zwischen dem zweiten Arretierelement und der Auflageschulter angeordnet ist und von dem zweiten Arre-
- tierelement und der Auflageschulter unverlierbar, aber mit Spiel an dem Grundkörper des Kontaktteils gehalten ist, und
- wobei das Kontaktteil einteilig ausgebildet ist und der Grundkörper integral mit der Auflageschulter, dem ersten Arretierelement und dem zweiten Arretierelement verbunden ist.
- a temperature-dependent bimetallic snap disk having a first through hole;
- a temperature-independent spring snap-action disk having a second through hole; and
- an electrically conductive contact part which has a base body which is guided through the first through hole and the second through hole; wherein the contact part has a support shoulder which protrudes radially from the base body, a first locking element which protrudes radially from the base body and is arranged on a first side of the support shoulder, and a second locking element which protrudes radially from the base body and is arranged on a second side of the support shoulder opposite the first side, wherein the temperature-dependent bimetal snap disk is arranged between the first locking element and the support shoulder and is held captive by the first locking element and the support shoulder, but with play, on the base body of the contact part,
- wherein the temperature-independent spring snap disk is arranged between the second locking element and the support shoulder and is supported by the second locking element.
- animal element and the support shoulder are held captive, but with play on the base body of the contact part, and
- wherein the contact part is formed in one piece and the base body is integrally connected to the support shoulder, the first locking element and the second locking element.
Ferner wird die oben genannte Aufgabe gemäß Anspruch 14 durch ein Verfahren zur Herstellung eines temperaturabhängigen Schaltwerks gelöst, welches folgende Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer temperaturabhängigen Bimetall-Schnappscheibe, die ein erstes Durchgangsloch aufweist;
- Bereitstellen einer temperaturunabhängigen Feder-Schnappscheibe, die ein zweite Durchgangsloch aufweist;
- Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Kontaktteils, das einen Grundkörper und eine radial von dem Grundkörper abstehende Auflageschulter aufweist;
- Hindurchführen des Grundkörpers durch das erste Durchgangsloch, so dass die Bimetall-Schnappscheibe auf einer ersten Seite der Auflageschulter angeordnet ist;
- Hindurchführen des Grundkörpers durch das zweite Durchgangsloch, so dass die Feder-Schnappscheibe auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Auflageschulter angeordnet ist;
- Umformen eines ersten Teils des Grundkörpers, der auf der ersten Seite der Auflageschulter angeordnet ist, um ein erstes Arretierelement derart zu erzeugen, dass die temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe zwischen dem ersten Arretierelement und der Auflageschulter angeordnet ist und von dem ersten Arretierelement und der Auflageschulter unverlierbar, aber mit Spiel an dem Grundkörper des Kontaktteils gehalten wird; und
- Umformen eines zweiten Teils des Grundkörpers, der auf der zweiten Seite der Auflageschulter angeordnet ist, um ein zweites Arretierelement derart zu erzeugen, dass die temperaturunabhängige Feder-Schnappscheibe zwischen dem zweiten Arretierelement und der Auflageschulter angeordnet ist und von dem zweiten Arretierelement und der Auflageschulter unverlierbar, aber mit Spiel an dem Grundkörper des Kontaktteils gehalten wird.
- Providing a temperature-dependent bimetallic snap disk having a first through-hole;
- Providing a temperature independent spring snap disk having a second through hole;
- Providing an electrically conductive contact part having a base body and a support shoulder projecting radially from the base body;
- Passing the base body through the first through hole so that the bimetallic snap disk is arranged on a first side of the support shoulder;
- Passing the base body through the second through hole so that the spring snap disk is arranged on a second side of the support shoulder opposite the first side;
- Forming a first part of the base body, which is arranged on the first side of the support shoulder, in order to produce a first locking element such that the temperature-dependent bimetallic snap disk is arranged between the first locking element and the support shoulder and is held captive by the first locking element and the support shoulder, but with play, on the base body of the contact part; and
- Forming a second part of the base body, which is arranged on the second side of the support shoulder, to produce a second locking element such that that the temperature-independent spring snap disk is arranged between the second locking element and the support shoulder and is held captive by the second locking element and the support shoulder, but with play, on the base body of the contact part.
Das erfindungsgemäße Schaltwerk weist ein elektrisch leitfähiges Kontaktteil auf, das durch Durchgangslöcher, welche jeweils in der Bimetall-Schnappscheibe und der Feder-Schnappscheibe hindurchgeführt ist. Das Kontaktteil ragt also durch beide Schnappscheiben hindurch. Es besitzt eine radial hervorstehende Auflageschulter, an der die beiden Schnappscheiben von gegenüberliegenden Seiten aus anliegen. Arretierelemente, die beidseits dieser Auflageschulter angeordnet sind, halten die jeweilige Schnappscheibe zwischen der Auflageschulter und dem jeweiligen Arretierelement unverlierbar, aber mit Spiel an dem Kontaktteil. Das Kontaktteil bildet somit zusammen mit der Bimetall-Schnappscheibe und der Feder-Schnappscheibe eine unverlierbare Einheit, die als Halbfabrikat vorproduzierbar ist und als Schüttgut auf Lager gehalten werden kann und sich dann bei der Montage des Schalters als Einheit gesamthaft in ein entsprechendes Schaltergehäuse einsetzen lässt.The switching mechanism according to the invention has an electrically conductive contact part that is guided through through holes in the bimetal snap disk and the spring snap disk. The contact part therefore protrudes through both snap disks. It has a radially protruding support shoulder against which the two snap disks rest from opposite sides. Locking elements that are arranged on both sides of this support shoulder hold the respective snap disk between the support shoulder and the respective locking element captive, but with play on the contact part. The contact part thus forms a captive unit together with the bimetal snap disk and the spring snap disk, which can be pre-produced as a semi-finished product and kept in stock as bulk goods and can then be inserted as a whole into a corresponding switch housing when the switch is assembled.
Die Arretierelemente zum Halten und Arretieren der Bimetall-Schnappscheibe und der Feder-Schnappscheibe sind integral mit dem Grundkörper des Kontaktteils verbunden. Die Arretierelemente werden durch Umformen eines jeweiligen Teils des Grundkörpers erzeugt. Das Kontaktteil ist somit einteilig ausgebildet und der Grundkörper des Kontaktteils integral mit der Auflageschulter und den beiden Arretierelementen verbunden.The locking elements for holding and locking the bimetal snap disc and the spring snap disc are integrally connected to the base body of the contact part. The locking elements are created by forming a respective part of the base body. The contact part is thus formed in one piece and the base body of the contact part is integrally connected to the support shoulder and the two locking elements.
Insgesamt lässt sich somit aus dem Kontaktteil, der Bimetall-Schnappscheibe und der Feder-Schnappscheibe ein lediglich dreiteilig aufgebautes Schaltwerk ausbilden, das als unverlierbare Einheit realisiert ist. Dieser dreiteilige Aufbau hat sowohl den Vorteil möglichst weniger, notwendiger Bauteile als auch den Vorteil eines mechanisch sehr stabilen und widerstandsfähigen Aufbaus des Schaltwerks.Overall, a switching mechanism consisting of just three parts can be formed from the contact part, the bimetal snap disc and the spring snap disc, which is implemented as a captive unit. This three-part structure has the advantage of requiring as few necessary components as possible, as well as the advantage of a mechanically very stable and robust structure of the switching mechanism.
Anders als bei dem aus der
Auch ein unabsichtliches Lösen der Bimetall-Schnappscheibe und/oder der Feder-Schnappscheibe von dem Kontaktteil, wie es bezüglich der
Der einteilige Aufbau des Kontaktteils ist sowohl aus mechanischen Gründen als auch in Bezug auf die geringeren Herstellungskosten dessen vorteilhaft gegenüber den zweiteilig aufgebauten Nietverbindungen, wie sie bei den aus der
Die oben genannte Aufgabe ist somit vollständig gelöst.The above task is thus completely solved.
Gemäß einer Ausgestaltung weist das erste Arretierelement mindestens eine radial von dem Grundkörper abstehende und mit diesem integral ausgebildete erste Haltekralle oder einen radial von dem Grundkörper abstehenden, den Umfang des Grundkörpers umlaufenden ersten umgebördelten Kragen auf. Ebenso weist das zweite Arretierelement gemäß dieser Ausgestaltung mindestens eine radial von dem Grundkörper abstehende und mit diesem integral ausgebildete zweite Haltekralle oder einen radial von dem Grundkörper abstehenden, den Umfang des Grundkörpers umlaufenden zweiten umgebördelten Kragen auf.According to one embodiment, the first locking element has at least one first holding claw that protrudes radially from the base body and is integrally formed therewith, or a first flanged collar that protrudes radially from the base body and runs around the circumference of the base body. Likewise, the second locking element according to this embodiment has at least one second holding claw that protrudes radially from the base body and is integrally formed therewith, or a second flanged collar that protrudes radially from the base body and runs around the circumference of the base body.
Pro Arretierelement (erstes und zweites Arretierelement) können eine oder mehrere Haltekrallen vorgesehen sein. Die Haltekrallen können einzelne Umfangsabschnitte des Grundkörpers bilden oder den gesamten Umfang des Grundkörpers umlaufen. Diese Haltekrallen können als umgebogene bzw. umgebördelte Haltekrallen ausgestaltet sein.One or more retaining claws can be provided for each locking element (first and second locking element). The retaining claws can form individual peripheral sections of the base body or run around the entire circumference of the base body. These retaining claws can be designed as bent or flanged retaining claws.
Anstelle von Haltekrallen kann auch jeweils ein umlaufender Kragen als Arretierelement fungieren. Dieser Kragen kann durch Umbördeln eines am Grundkörper des Kontaktteils entsprechend vorgeformten Teils erzeugt werden. Alternativ dazu kann der Kragen auch durch eine in den Grundkörper eingebrachte, umlaufende Schnittkerbe hergestellt werden, durch die das radial weiter außen liegende Material des Grundkörpers radial nach außen gebogen wird und den Kragen bildet.Instead of holding claws, a circumferential collar can also function as a locking element. This collar can be produced by flanging a part that has been pre-formed accordingly on the base body of the contact part. Alternatively, the collar can also be produced by a circumferential cutting notch made in the base body, through which the material of the base body that is located further out radially is bent radially outwards and forms the collar.
Die beiden Schnappscheiben werden auf diese Weise unverlierbar, aber mit Spiel an dem Grundkörper gehalten. Die Herstellung dieser Arretierelemente ist denkbar einfach. Aufgrund ihrer integral mit dem Grundkörper verbundenen Ausbildung, sind die Arretierelemente auf eine mechanisch sehr stabile Art und Weise ausgebildet.In this way, the two snap disks are held captive to the base body, but with some play. The manufacture of these locking elements is extremely simple. Because they are integrally connected to the base body, the locking elements are designed in a mechanically very stable manner.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein erster Abstand zwischen einer auf der ersten Seite der Auflageschulter angeordneten Oberseite des Kontaktteils und einer auf der zweiten Seite der Auflageschulter angeordneten Unterseite des Kontaktteils größer als ein zweiter Abstand zwischen dem ersten Arretierelement und dem zweiten Arretierelement.According to a further embodiment, a first distance between an upper side of the contact part arranged on the first side of the support shoulder and an underside of the contact part arranged on the second side of the support shoulder is greater than a second distance between the first locking element and the second locking element.
Anders ausgedrückt, sind die Arretierelemente in einem Bereich zwischen der freien Oberseite und der freien Unterseite des Kontaktteils angeordnet. Dementsprechend kann das Kontaktteil mit seiner freien Oberseite und seiner freien Unterseite an entsprechenden Gegenkontakten oder Gegenanlageflächen anliegen, ohne dass die Arretierelemente mit den Gegenkontakten oder den Gegenanlageflächen in Berührung kommen. Hierdurch wird einerseits eine exakt definierte Anlage des Kontaktteils mit den Gegenkontakten oder den Gegenanlageflächen erzeugt und andererseits eine Beschädigung der Arretierelemente verhindert.In other words, the locking elements are arranged in an area between the free top and the free bottom of the contact part. Accordingly, the contact part can rest with its free top and its free bottom on corresponding counter contacts or counter contact surfaces without the locking elements coming into contact with the counter contacts or the counter contact surfaces. On the one hand, this creates a precisely defined contact between the contact part and the counter contacts or the counter contact surfaces and, on the other hand, prevents damage to the locking elements.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Bimetall-Schnappscheibe mit größerem Spiel an dem Grundkörper gehalten als die Feder-Schnappscheibe.According to a further embodiment, the bimetal snap disk is held on the base body with greater play than the spring snap disk.
Die Feder-Schnappscheibe ist also zwischen der Auflageschulter und dem zweiten Arretierelement vorzugsweise enger eingespannt als dies die Bimetall-Schnappscheibe zwischen der Auflageschulter und dem ersten Arretierelement ist. Die Bimetall-Schnappscheibe weist so gegenüber dem Kontaktteil eine größere Beweglichkeit auf als die Feder-Schnappscheibe. Dies garantiert einerseits einen möglichst guten elektrischen Kontakt zwischen der Feder-Schnappscheibe und dem Kontaktteil und ermöglicht andererseits eine ausreichende Beweglichkeit der Bimetall-Schnappscheibe, was in Bezug auf deren Lebensdauer von Vorteil ist.The spring snap disc is therefore preferably clamped more tightly between the support shoulder and the second locking element than the bimetal snap disc is between the support shoulder and the first locking element. The bimetal snap disc This means that it has greater mobility relative to the contact part than the spring snap disc. This guarantees the best possible electrical contact between the spring snap disc and the contact part and also allows sufficient mobility of the bimetal snap disc, which is advantageous in terms of its service life.
Da die Bimetall-Schnappscheibe, anders als die Feder-Schnappscheibe, vorzugsweise nicht als ein stromführendes Bauteil des Schaltwerks eingesetzt wird, muss zwischen der Bimetall-Schnappscheibe und dem Kontaktteil keine allzu eng dimensionierte Einspannung bestehen.Since the bimetal snap disc, unlike the spring snap disc, is preferably not used as a current-carrying component of the switching mechanism, there does not have to be an overly tight clamping between the bimetal snap disc and the contact part.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Schaltwerk rotationssymmetrisch um eine Längsachse des Kontaktteils ausgestaltet.According to a further embodiment, the switching mechanism is designed to be rotationally symmetrical about a longitudinal axis of the contact part.
Das Schaltwerk lässt sich damit sehr einfach in ein Schaltergehäuse einsetzen. Zudem lässt sich dadurch eine optimale Krafteinwirkung von den beiden Schnappscheiben auf das Kontaktteil realisieren, die in Umfangsrichtung gleich verteilt ist.This makes it very easy to install the switch mechanism in a switch housing. This also allows for an optimal force effect from the two snap disks on the contact part, which is evenly distributed in the circumferential direction.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Durchgangsloch zentral in der Bimetall-Schnappscheibe angeordnet. Genauso ist das zweite Durchgangsloch bevorzugt zentral in der Feder-Schnappscheibe angeordnet.According to a further embodiment, the first through hole is arranged centrally in the bimetal snap-action disk. Likewise, the second through hole is preferably arranged centrally in the spring snap-action disk.
Die Bimetall-Schnappscheibe und die Feder-Schnappscheibe sind vorzugsweise jeweils kreisscheibenförmig ausgestaltet. Ferner sind die Bimetall-Schnappscheibe und die Feder-Schnappscheibe vorzugsweise jeweils bistabil ausgestaltet.The bimetal snap disk and the spring snap disk are preferably each designed in the shape of a circular disk. Furthermore, the bimetal snap disk and the spring snap disk are preferably each designed to be bistable.
"Bistabil" bedeutet in dieser Hinsicht, dass beide Schnappscheiben jeweils zwei unterschiedliche, stabile geometrische Konfigurationen/Stellungen (hier synonym verwendet) aufweisen, wobei die beiden stabilen Konfigurationen/Stellungen der Bimetall-Schnappscheibe temperaturabhängig sind und die beiden stabilen Konfigurationen/Stellungen der Feder-Schnappscheibe temperaturunabhängig sind. Dies bewirkt, dass die beiden Schnappscheibe nach deren Umschnappen von der einen in die jeweils andere Stellung stabil in der jeweiligen Stellung verbleiben, ohne dass es zu einem unerwünschten Zurückschnappen kommt. Ein Umschnappen des Schaltwerks erfolgt somit lediglich bei einem Überschreiten der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe und einem Unterschreiten der Rücksprungtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe. Die Feder-Schnappscheibe schnappt dabei jeweils gemeinsam mit der Bimetall-Schnappscheibe und forciert durch diese in ihre jeweils andere Konfiguration/Stellung um.In this respect, "bistable" means that both snap disks each have two different, stable geometric configurations/positions (used synonymously here), whereby the two stable configurations/positions of the bimetal snap disk are temperature-dependent and the two stable configurations/positions of the spring snap disk are temperature-independent. This means that the two snap disks, after they have snapped from one to the other, other position remain stable in the respective position without an unwanted snapping back occurring. The switching mechanism only snaps over if the response temperature of the bimetal snap disk is exceeded and the return temperature of the bimetal snap disk is undershot. The spring snap disk snaps together with the bimetal snap disk and is forced into its other configuration/position by this.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das Schaltwerk ferner ein Schaltwerksgehäuse auf, das die Bimetall-Schnappscheibe, die Feder-Schnappscheibe und das Kontaktteil unverlierbar, aber mit Spiel hält.According to a further embodiment, the derailleur further comprises a derailleur housing which holds the bimetal snap disc, the spring snap disc and the contact part captive but with play.
Dieses Schaltwerksgehäuse ist nicht zu verwechseln mit dem typischen Schaltergehäuse, welche das Umgehäuse des Schalters bildet. Das gemäß dieser Ausgestaltung verwendete Schaltwerksgehäuse ist ein zusätzliches Gehäuse, in dem das Schaltwerk bereits vor dessen Einbau in das Schalterumgehäuse angeordnet sein kann.This derailleur housing is not to be confused with the typical switch housing, which forms the outer housing of the switch. The derailleur housing used in this design is an additional housing in which the derailleur can already be arranged before it is installed in the switch outer housing.
Das Schaltwerk kann auf diese Weise in dem Schaltwerksgehäuse bereits als Halbfabrikat vorproduziert sein und anschließend zusammen mit dem Schaltwerksgehäuse in das Schalterumgehäuse eingesetzt werden.In this way, the rear derailleur can already be pre-produced as a semi-finished product in the rear derailleur housing and then inserted into the switch housing together with the rear derailleur housing.
Das Schaltwerksgehäuse hat einerseits den Vorteil, dass die fragilen Bauteile des Schaltwerks, wie z.B. die Bimetall-Schnappscheibe und die Feder-Schnappscheibe, während der Lagerhaltung durch das Schaltwerksgehäuse geschützt sind. Andererseits ermöglicht das zusätzlich Schaltwerksgehäuse einen wesentlich vereinfachten Einbau des Schaltwerks in dem Schalterumgehäuse, da das Schaltwerksgehäuse bereits eine Vorpositionierung des Schaltwerks ermöglicht. Ferner lässt sich durch das zusätzliche Schaltwerksgehäuse ein extrem druckstabiler Schalter realisieren.On the one hand, the derailleur housing has the advantage that the fragile components of the derailleur, such as the bimetal snap disk and the spring snap disk, are protected by the derailleur housing during storage. On the other hand, the additional derailleur housing makes it much easier to install the derailleur in the switch housing, as the derailleur housing already allows the derailleur to be pre-positioned. Furthermore, the additional derailleur housing makes it possible to create an extremely pressure-resistant switch.
Das Schaltwerksgehäuse umgibt die Bimetall-Schnappscheibe und die Feder-Schnappscheibe 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 vorzugsweise zumindest teilweise, wobei die erste Gehäuseseite eine Öffnung aufweist, durch die das Kontaktteil von außerhalb des Schaltwerksgehäuses zugänglich ist.The derailleur housing surrounds the bimetal snap disk and the spring snap disk from a first housing side, a second housing side opposite the first housing side and a side between and transverse to the first and the second housing side, preferably at least partially, wherein the first housing side has an opening through which the contact part is accessible from outside the derailleur housing.
Der zu dem Kontaktteil als Gegenstück fungierende stationäre Kontakt kann also weiterhin an dem Schalter(um-)Gehäuse angeordnet sein, da das Kontaktteil über die genannte Öffnung aus dem Schaltwerksgehäuse hinausragt. Somit kann ein erster elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktteil und dem an dem Schalterumgehäuse angeordneten Gegenkontakt stattfinden. Der zweite elektrische Kontakt zwischen dem Schaltwerk und dem zweiten stationären Kontakt, der ebenfalls an dem Schalterumgehäuse angeordnet ist, kann über das Schaltwerksgehäuse hergestellt werden.The stationary contact that acts as a counterpart to the contact part can therefore continue to be arranged on the switch housing, since the contact part protrudes from the switch housing via the opening mentioned. A first electrical contact can thus take place between the contact part and the counter contact arranged on the switch housing. The second electrical contact between the switch and the second stationary contact, which is also arranged on the switch housing, can be established via the switch housing.
Ein Durchmesse der Öffnung im Schaltwerksgehäuse ist vorzugsweise kleiner als ein parallel dazu gemessener Durchmesser der Bimetall-Schnappscheibe.A diameter of the opening in the derailleur housing is preferably smaller than a diameter of the bimetal snap disk measured parallel to it.
Die Bimetall-Schnappscheibe ist somit sicher in dem Schaltwerksgehäuse gehalten und kann sich auch bei entsprechender Erschütterung aus diesem nicht herauslösen.The bimetal snap disc is thus securely held in the derailleur housing and cannot come loose even in the event of a shock.
Das Schaltwerksgehäuse ist vorzugsweise einstückig ausgestaltet und weist ein elektrisch leitfähiges Material auf. Besonders bevorzugt ist das Schaltwerksgehäuse aus Metall ausgestaltet.The derailleur housing is preferably designed in one piece and comprises an electrically conductive material. The derailleur housing is particularly preferably designed from metal.
Das Schaltwerksgehäuse wird in dem Schalter vorzugsweise als stromführendes Bauteil eingesetzt. Die Feder-Schnappscheibe stützt sich vorzugsweise im Inneren des Schaltwerksgehäuses an diesem ab, so dass der Strom in verbautem Zustand des Schalters und in geschlossener Schalterstellung von einem Anschluss des Schalters über das Schaltwerksgehäuse, die Feder-Schnappscheibe und das Kontaktteil an den anderen Anschluss des Schalters fließt.The switchgear housing is preferably used as a current-carrying component in the switch. The spring snap disc is preferably supported on the inside of the switchgear housing, so that when the switch is installed and in the closed switch position, the current flows from one connection of the switch via the switchgear housing, the spring snap disc and the contact part to the other connection of the switch.
Wie bereits erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung nicht nur das Schaltwerk selbst, sondern auch den temperaturabhängigen Schalter, in dem ein solches temperaturabhängiges Schaltwerk eingesetzt wird. Der temperaturabhängiger Schalter weist ein das Schaltwerk umgebende Schalter(um)gehäuse auf, das einen ersten elektrischen Anschluss und einen zweiten elektrischen Anschluss hat, wobei das Schaltwerk dazu eingerichtet ist, unterhalb einer Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Anschluss herzustellen und bei Überschreiten der Ansprechtemperatur die elektrische Verbindung zu unterbrechen.As already mentioned, the present invention relates not only to the switching mechanism itself, but also to the temperature-dependent switch in which such a temperature-dependent switching mechanism is used. The temperature-dependent switch has a Switch housing surrounding the switching mechanism, which has a first electrical connection and a second electrical connection, wherein the switching mechanism is designed to establish an electrical connection between the first and the second electrical connection below a response temperature of the bimetallic snap disk and to interrupt the electrical connection when the response temperature is exceeded.
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.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Schnittansicht des temperaturabhängigen Schaltwerks gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2
- eine schematische Schnittansicht des temperaturabhängigen Schaltwerks gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 3
- eine schematische Schnittansicht des temperaturabhängigen Schaltwerks gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 4
- eine schematische Schnittansicht des temperaturabhängigen Schaltwerks gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 5
- eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen temperaturabhängigen Schalters in seiner Tieftemperaturstellung;
- Fig. 6
- eine schematische Schnittansicht des in
Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen temperaturabhängigen Schalters in seiner Hochtemperaturstellung; und - Fig. 7
- eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Herstellungsschritts bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schaltwerks gemäß dem in
Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel.
- Fig. 1
- a schematic sectional view of the temperature-dependent switching mechanism according to a first embodiment of the present invention;
- Fig. 2
- a schematic sectional view of the temperature-dependent switching mechanism according to a second embodiment of the present invention;
- Fig. 3
- a schematic sectional view of the temperature-dependent switching mechanism according to a third embodiment of the present invention;
- Fig. 4
- a schematic sectional view of the temperature-dependent switching mechanism according to a fourth embodiment of the present invention;
- Fig. 5
- a schematic sectional view of an embodiment of the temperature-dependent switch according to the invention in its low-temperature position;
- Fig. 6
- a schematic sectional view of the
Fig. 5 shown embodiment of the temperature-dependent switch according to the invention in its high temperature position; and - Fig. 7
- a schematic representation to explain a manufacturing step in the manufacture of the switching mechanism according to the invention according to the
Fig. 2 shown second embodiment.
Bei dem Schaltwerk 10 handelt es sich um ein temperaturabhängiges Schaltwerk. Wie weiter unten näher erläutert ist, schaltet das Schaltwerk 10 in Abhängigkeit von der Temperatur zwischen einer Tieftemperaturstellung und einer Hochtemperaturstellung. In
Das Schaltwerk 10 ist dreiteilig aufgebaut. Es weist eine temperaturabhängige Bimetall-Schnappscheibe 12, eine temperaturunabhängige Feder-Schnappscheibe 14 sowie ein Kontaktteil 16 auf. Die Bimetall-Schnappscheibe 12 und die Feder-Schnappscheibe 14 sind an dem Kontaktteil unverlierbar, aber mit Spiel gehalten. Das Schaltwerk 10 kann somit als Halbfabrikat vorproduziert werden und dann als gesamte Einheit in einem entsprechenden Schalter, wie er bspw. in
Die beiden Schnappscheiben 12, 14 sind vorzugsweise kreisscheibenförmig ausgestaltet, wobei diese jeweils ein zentral angeordnetes Durchgangsloch 18, 20 aufweisen. Das in der Bimetall-Schnappscheibe 12 zentral angeordnete Durchgangsloch 18 wird vorliegend als erstes Durchgangsloch bezeichnet. Das in der Feder-Schnappscheibe 14 angeordnete Durchgangsloch 20 wird als zweites Durchgangsloch bezeichnet.The two
Die beiden Schnappscheiben 12, 14 sind mit ihrem jeweiligen Durchgangsloch 18, 20 von gegenüberliegenden Seiten über das Kontaktteil 16 gestülpt. Somit durchdringt das Kontaktteil 16 beide Schnappscheiben 12, 14 an zentraler Stelle. Das Kontaktteil 16 weist einen Grundkörper 22 auf, der vorzugsweise massiv ausgestaltet ist und ein elektrisch leitfähiges Material aufweist. Dieser Grundkörper 22 ist durch die beiden Durchgangslöcher 18, 20 hindurchgeführt.The two
In etwa mittig, also ca. auf halber Höhe, weist das Kontaktteil 16 eine von dem Grundkörper 22 radial abstehende Auflageschulter 24 auf. An dieser Auflageschulter 24 liegen die beiden Schnappscheiben 12, 14 von gegenüberliegenden Seiten aus an. Die Bimetall-Schnappscheibe 12 ist auf einer ersten Seite der Auflageschulter 24 angeordnet, welche in
An dem Kontaktteil 16 sind ferner Arretierelemente 26, 28 ausgebildet, mit Hilfe derer die beiden Schnappscheiben 12, 14 an dem Kontaktteil 16 gehalten werden. Die beiden Arretierelemente 26, 28 stehen radial von dem Grundkörper 22 des Kontaktteils 16 ab. Das erste Arretierelement 26 ist auf der ersten Seite der Auflageschulter 24 angeordnet. Das zweite Arretierelement 28 ist auf der gegenüberliegenden zweiten Seite der Auflageschulter 24 angeordnet.Furthermore, locking
Die Bimetall-Schnappscheibe 12 ist zwischen dem ersten Arretierelement 26 und der Auflageschulter 24 angeordnet und wird aufgrund der radialen Auskragung des ersten Arretierelements 26 und der Auflageschulter 24 zwischen dem ersten Arretierelement 26 und der Auflageschulter 24 unverlierbar, aber mit Spiel an dem Grundkörper 22 des Kontaktteils 16 gehalten.The
Die Feder-Schnappscheibe 14 ist zwischen dem zweiten Arretierelement 28 und der Auflageschulter 24 angeordnet und wird aufgrund der radialen Auskragung des zweiten Arretierelements 28 und der Auflageschulter 24 zwischen dem zweiten Arretierelement 28 und der Auflageschulter 24 unverlierbar, aber mit Spiel an dem Grundkörper 22 des Kontaktteils 16 gehalten.The
Das Kontaktteil 16 ist mitsamt der Auflageschulter 24 und den beiden Arretierelementen 26, 28 einteilig ausgebildet. Die Auflageschulter 24 wie auch die beiden Arretierelemente 26, 28 sind mit anderen Worten also integral mit dem Grundkörper 22 des Kontaktteils 16 ausgebildet.The
In dem in
Beide Kragen lassen sich relativ einfach durch Einformen einer umlaufenden Schnittkerbe 30 bzw. 32 in das Kontaktteil 16 einformen. Die Schnittkerben 30, 32 werden in das Kontaktteil 16 eingeformt, nachdem die beiden Schnappscheiben 12, 14 mit ihren Durchgangslöchern 18, 20 über den Grundkörper 22 des Kontaktteils 16 gestülpt wurden.Both collars can be formed relatively easily by forming a
Bei dem in
Alternativ dazu ist es möglich, dass beide Arretierelemente 26, 28 jeweils mehrere solcher Haltekrallen 34, 36 aufweisen, die in Umfangsrichtung beabstandet voneinander an dem Kontaktteil 16 angeordnet sind. Zwischen diesen einzelnen, umfänglich verteilten Haltekrallen existieren dann Zwischenräume.Alternatively, it is possible for both locking
Unabhängig davon, ob sich die beiden Haltekrallen 34, 36 jeweils durchgängig über den gesamten Umfang des Kontaktteils erstrecken oder mehrere über den Umfang verteilte Krallenelemente aufweisen, werden die Haltekrallen 34, 36 vorzugsweise durch Umformen bzw. Umbördeln entsprechend vorgeformter Krallenelemente hergestellt. Ein Teil dieses Herstellungsprozesses ist in
Die Montage und Fixierung der Bimetall-Schnappscheibe 12 erfolgt äquivalent dazu. Hierzu wird das Kontaktteil 16 mitsamt der daran befestigten Feder-Schnappscheibe 14 um eine zur Blattebene orthogonal ausgerichtete Achse um 180° gewendet und die Bimetall-Schnappscheibe über den Grundkörper 22 des Kontaktteils 16 gestülpt, so dass diese im Vergleich zu der Feder-Schnappscheibe 14 auf der gegenüberliegenden Seite der Auflageschulter 24 angeordnet ist. Die Haltekralle 34 kann dann mit Hilfe desselben Pressstempels 38 radial nach außen gebogen werden, so dass auch diese letztendlich an dem Kontaktteil 16 befestigt ist.The assembly and fixing of the
Der Grundkörper 22 des Kontaktteils 16 ist an seiner Oberseite 48 vorzugsweise konvex geformt. Das Kontaktteil 16 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein Abstand d1 zwischen der Oberseite 48 und der Unterseite 50 des Kontaktteils 16 größer ist als ein Abstand d2 zwischen dem ersten Arretierelement 26 und dem zweiten Arretierelement 28.The
Vorzugsweise steht zumindest die Oberseite 48 des Kontaktteils 16 gegenüber dem ersten Arretierelement 26 nach oben hin ab. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da das Kontaktteil 16 mit seiner Oberseite 48 an einem entsprechenden Gegenkontakt zur Anlage kommt und die Arretierelemente 26, 28 dabei keine Kollision mit dem Gegenkontakt verursachen.Preferably, at least the
Ferner ist es für die Funktion des Schaltwerks 10 von Vorteil, wenn die Bimetall-Schnappscheibe 12 mit größerem Spiel an dem Kontaktteil 16 gehalten ist als die Feder-Schnappscheibe 14. Dadurch wird eine ausreichend freie Beweglichkeit des Bimetall-Schnappscheibe 12 garantiert. Gleichzeitig garantiert das etwas geringere Spiel zwischen der Feder-Schnappscheibe 14 und dem Kontaktteil 16 einen möglichst guten elektrischen Kontakt zwischen diesen beiden Bauteilen.Furthermore, it is advantageous for the function of the
Das Schaltwerksgehäuse 52 umgibt die Bimetall-Schnappscheibe 12 und die Feder-Schnappscheibe 14 von einer ersten Gehäuseseite 54, einer der ersten Gehäuseseite 54 gegenüberliegenden zweiten Gehäuseseite 56 und einer zwischen und quer zu der ersten und der zweiten Gehäuseseite 54, 56 verlaufenden Gehäuseumfangsseite 58 zumindest teilweise. Auf der ersten Gehäuseseite 54 ist in dem Schaltwerksgehäuse 52 eine Öffnung 60 vorgesehen, durch die das Kontaktteil 16 von außerhalb des Schaltwerksgehäuses 52 zugänglich ist.The
Ein Durchmesser D1 der Öffnung 60 ist kleiner als ein parallel dazu gemessener Durchmesser D2 der Bimetall-Schnappscheibe 12. Somit ist das Kontaktteil 16 zwar von außen durch die Öffnung 60 zugänglich, die Bimetall-Schnappscheibe 12 kann sich jedoch nicht aus dem Schaltwerksgehäuse 52 herauslösen.A diameter D 1 of the
Das Schaltwerksgehäuse 52 ist vorzugsweise einstückig ausgestaltet und besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, bspw. aus Metall. Das Schaltwerk 10 ist sowohl inklusive als auch exklusive des Schaltwerksgehäuses 52 vorzugsweise rotationssymmetrisch um eine Längsachse 62 des Kontaktteils 16 ausgestaltet.The
Die beiden in
Selbstverständlich sind weitere Formen des Schaltwerksgehäuses 52 möglich. Wichtig ist jedoch, dass sich das Kontaktteil 16 bei einem Umschnappen der Schnappscheiben 12, 14 von der in
In
Der Schalter 100 weist gemäß dem in
Das Schaltergehäuse 68 umfasst ein topfartiges Unterteil 70 sowie ein Deckelteil 72, das durch einen umgebogenen oder umgebördelten Rand 74 an dem Unterteil 70 gehalten wird.The
Sowohl das Unterteil 70 als auch das Deckelteil 72 sind in dem in
Da das Unterteil 70 und das Deckelteil 72 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 100. So kann bspw. die Außenfläche 71 des Deckelteils 72 als erster elektrischer Anschluss fungieren und die Außenseite 73 des Unterteils 70 als zweiter elektrischer Anschluss fungieren.Since the
Außen an dem Deckelteil 72 kann, wie in
Das Schaltwerk 10 ist zwischen dem Unterteil 70 und dem Deckelteil 72 geklemmt, angeordnet. Ein Distanzring 80, an dem das Schaltwerksgehäuse 52 umfangsseitig anliegt, dient der Positionierung des Schaltwerks 10. Dabei ist es insbesondere wichtig, dass das Kontaktteil 16 gegenüber einem Gegenkontakt 82, der auf der Innenseite des Deckelteils 72 angeordnet ist, ausgerichtet ist. Dieser Gegenkontakt 82 wird vorliegend auch als erster stationärer Kontakt bezeichnet. Als zweiter stationärer Kontakt dient die Innenseite 75 des Unterteils 70.The
In der in
Erhöht sich nun die Temperatur des zu schützenden Gerätes und damit die Temperatur des Schalters 100, sowie der darin angeordneten Bimetall-Schnappscheibe 12 auf die Schalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 12, oder über diese Schalttemperatur hinaus, so schnappt diese von ihrer in
Sofern das Schaltwerk 10 kein Schaltwerksgehäuse 52 aufweist, stützt sich die Bimetall-Schnappscheibe 12 in der Hochtemperaturstellung des Schalters 100 an dem Deckelteil 72 unter Zwischenlage der Isolierfolie 76 ab.If the
Wenn sich das zu schützende Gerät und damit der Schalter 100 samt Bimetall-Schnappscheibe 12 dann wieder abkühlen, so schnappt die Bimetall-Schnappscheibe 12 bei Erreichen der Rückschalttemperatur, welche auch als Rücksprungtemperatur bezeichnet wird, wieder in ihre Tieftemperaturstellung um, wie sie bspw. in
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass eine Rückschaltung des Schalters nach einmal erfolgtem Umschnappen in die Hochtemperaturstellung durch eine entsprechende Schließsperre verhindert wird. Derartige Schließsperren, die insbesondere bei Einmalschaltern verwendet werden, bei denen ein Rückschalten unterbunden werden soll, sind aus dem Stand der Technik bereits in einer Vielzahl bekannt.Of course, it is also possible for a corresponding locking device to prevent the switch from switching back once it has snapped into the high-temperature position. A large number of locking devices of this type, which are used in particular in one-time switches where switching back is to be prevented, are already known from the prior art.
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Schaltwerk 10, wie es bspw. in
Claims (14)
- A temperature-dependent switching mechanism (10) for a temperature-dependent switch (100), having:- a temperature-dependent bimetal snap-action disc (12) comprising a first through hole (18);- a temperature-independent snap-action spring disc (14) comprising a second through hole (20); and- an electrically conductive contact member (16) comprising a main body (22) that passes through the first through hole (18) and the second through hole (20);wherein the contact member (16) comprises a support shoulder (24) projecting radially from the main body (22), a first locking element (26) projecting radially from the main body (22) and being arranged on a first side of the support shoulder (24), and a second locking element (28) projecting radially from the main body (22) and being arranged on a second side of the support shoulder (24) opposite the first side,wherein the temperature-dependent bimetal snap-action disc (12) is arranged between the first locking element (26) and the support shoulder (24) and is held captive, but with clearance, on the main body (22) of the contact member (16) by the first locking element (26) and the support shoulder (24),wherein the temperature-independent snap-action spring disc (14) is arranged between the second locking element (28) and the support shoulder (14) and is held captive, but with clearance, on the main body (22) of the contact member (16) by the second locking element (28) and the support shoulder (24),characterized in that the contact member is integrally formed and the main body (22) is integrally connected to the support shoulder (24), the first locking element (26) and the second locking element (28).
- The temperature-dependent switching mechanism according to claim 1, wherein the first locking element (26) comprises at least one first retaining claw (34) projecting radially from the main body (22) and formed integrally therewith, or a first collar projecting radially from the main body (22) and surrounding the circumference of the main body (22), and wherein the second locking element (28) comprises at least one second retaining claw (36) projecting radially from the main body (22) and formed integrally therewith, or a second collar projecting radially from the main body (22) and surrounding the circumference of the main body (22).
- The temperature-dependent switching mechanism according to any one of the preceding claims, wherein a first distance (d1) between an upper side (48) of the contact member (16) arranged on the first side of the support shoulder (24) and a lower side (50) of the contact member (16) arranged on the second side of the support shoulder (24) is larger than a second distance (d2) between the first locking element (26) and the second locking element (28).
- The temperature-dependent switching mechanism according to any of the preceding claims, wherein the bimetal snap-action disc (12) is held on the main body (22) with larger clearance than the snap-action spring disc (14).
- The temperature-dependent switching mechanism according to any one of the preceding claims, wherein the switching mechanism (10) is configured rotationally symmetrical about a longitudinal axis (62) of the contact member (16).
- The temperature-dependent switching mechanism according to any one of the preceding claims, wherein the first through hole (18) is arranged centrally in the bimetal snap-action disc (12), and wherein the second through hole (20) is arranged centrally in the snap-action spring disc (14).
- The temperature-dependent switching mechanism according to any of the preceding claims, wherein the bimetal snap-action disc (12) and the snap-action spring disc (14) are each circular disc-shaped.
- The temperature-dependent switching mechanism according to any one of the preceding claims, wherein the snap-action spring disc (14) is configured as a bistable snap-action spring disc (14) having two temperature-independent stable geometric configurations, and wherein the bimetal snap-action disc (12) is configured as a bistable bimetal snap-action disc (12) having two temperature-dependent stable geometric configurations.
- The temperature-dependent switching mechanism according to any of the preceding claims, having a switching mechanism housing (52) which holds the bimetal snap-action disc (12), the snap-action spring disc (14) and the contact member (16) captive but with clearance.
- The temperature-dependent switching mechanism according to claim 9, wherein the switching mechanism housing (52) surrounds the bimetal snap-action disc (12) and the snap-action spring disc (14) from a first housing side (54), a second housing side (56) opposite the first housing side (54), and a housing peripheral side (58) extending between and transverse to the first and second housing sides, the first housing side (54) having an opening (60) through which the contact member (16) is accessible from outside the switching mechanism housing (52).
- The temperature-dependent switching mechanism according to claim 10, wherein a diameter (D1) of the opening (60) is smaller than a diameter (D2) of the bimetal snap-action disc (12) measured parallel thereto.
- The temperature-dependent switching mechanism according to any one of claims 9-11, wherein the switching mechanism housing (52) is integrally formed and comprises an electrically conductive material.
- A temperature-dependent switch (100) comprising a temperature-dependent switching mechanism (10) according to any one of claims 1-12 and a switch housing (68) surrounding the switching mechanism (10) and comprising a first electrical terminal (71) and a second electrical terminal (73), wherein the switching mechanism (10) is configured to establish an electrical connection between the first and second electrical terminals (71, 73) below a response temperature of the bimetal snap-action disc (12) and to interrupt the electrical connection upon exceeding the response temperature.
- A method of manufacturing a temperature-dependent switching mechanism (10) comprising:- providing a temperature-dependent bimetal snap-action disc (12) comprising a first through hole (18);- providing a temperature-independent snap-action spring disc (14) comprising a second through hole (20);- providing an electrically conductive contact member (16) comprising a main body (22) and a support shoulder (24) projecting radially from the main body (22);- passing the main body (22) through the first through hole (18) so that the bimetal snap-action disc (12) is arranged on a first side of the support shoulder (24);- passing the main body (22) through the second through hole (20) so that the snap-action spring disc (14) is arranged on a second side of the support shoulder (24) opposite the first side;- forming a first portion of the main body (22) arranged on the first side of the support shoulder (24) to create a first locking element (26) such that the temperature-dependent bimetal snap-action disc (12) is arranged between the first locking element (26) and the support shoulder (24) and is held captive, but with clearance, to the main body (22) of the contact member (16) by the first locking element (26) and the support shoulder (24); and- forming a second portion of the main body (22) arranged on the second side of the support shoulder (24) to create a second locking element (28) such that the temperature-independent snap-action spring disc (14) is arranged between the second locking element (28) and the support shoulder (24) and is held captive, but with clearance, to the main body of the contact member (16) by the second locking element (28) and the support shoulder (24).
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