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Dokumentenidentifikation DE19547526C2 05.01.2000
Titel Bimetalltemperaturschalter
Anmelder Uchiya Thermostat Co., Ltd., Misato, Saitama, JP
Erfinder Takeda, Hideaki, Misato, Saitama, JP
Vertreter P. Meissner und Kollegen, 14199 Berlin
DE-Anmeldedatum 08.12.1995
DE-Aktenzeichen 19547526
Offenlegungstag 13.06.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 05.01.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.01.2000
IPC-Hauptklasse H01H 37/52

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bimetalltemperaturschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Als nächstkommender Stand der Technik ist das Patent Abstract of Japan, 6-119 859, E- 1583, 26. Juli 1994, Vol. 18 Nr. 397 anzusehen.

In der Fig. 9 ist der Querschnitt eines Bimetalltemperaturschalters gemäß dieser Schrift gezeigt. Der elektrische Strom fließt durch einen Anschluß 1, eine Kontaktfeder 2, einen beweglichen Kontaktpunkt 3, der auf der Kontaktfeder befestigt ist, einen festen Kontaktpunkt 4, eine ortsfeste Kontaktplatte 5, auf der der feste Kontaktpunkt befestigt ist und einen anderen Anschluß 6.

Wenn die Temperatur der Bimetallscheibe 7 eine zuvor bestimmte Temperatur überschreitet, verändert sich die Krümmung der Bimetallscheibe. Die Kontaktfeder wird dann derart verbogen, daß sich der bewegliche Kontaktpunkt 3 von dem festen Kontaktpunkt 4 löst, wodurch der elektrische Strom unterbrochen wird.

Nachfolgend soll die Herstellung eines derartigen Bimetalltemperaturschalters erläutert werden.

Eine in Fig. 10 gezeigte ortsfeste Kontaktplatte 5 wird in ein aus Kunstharz hergestelltes Isolierteil 8 eingebettet. Das Isolierteil 8 weist zwei Befestigungsvorsprünge 10 auf.

Die zwei Vorsprünge 10 dringen durch zwei Löcher 20 der in Fig. 11 gezeigten Kontaktfeder 2, durch zwei Löcher 7a der in Fig. 12 gezeigten Bimetallscheibe 7 und durch zwei Löcher eines Befestigungsteiles 12 aus Kunstharz. Die Spitzen der Befestigungsvorsprünge 10 werden geschmolzen, um dadurch die Kontaktfeder 2, die Bimetallscheibe 7 und das Befestigungsteil 12 an dem Isolierteil 8 zu befestigen.

Nach der Verbindung mit den notwendigen Anschlüssen 1 und 6 wird der Gesamtaufbau, der an dem Isolierteil 8 befestigt ist, in ein Gehäuse 13 eingesetzt, wobei die Öffnung des Gehäuses mit Vergußharz 14 gefüllt wird.

Ein Bimetalltemperaturschalter soll die unterschiedlichsten Eigenschaften aufweisen. Zum Beispiel soll der innere elektrische Leitungswiderstand veränderbar sein, um die Aufheizrate im Inneren eines Bimetalltemperaturschalters einstellen zu können. Der Stand der Technik wird diesem Erfordernis durch die Wahl des Materials oder die Abmessungen der Kontaktfeder gerecht.

Ein anderes Problem wird bei herkömmlichen Bimetalltemperaturschalten durch das Befestigungsteil 12 aus Kunstharz verursacht. So ist zum Beispiel entsprechend dem Patent Abstract of Japan, 4-95 324, E-1234, 15. Juli 1992, Vol. 16, No. 324 ebenfalls ein Schalter bekannt, bei dem die Kontaktfeder und die Bimetallscheibe zwischen zwei Isolierteilen aus Kunststoff eingeklemmt werden. Aufgrund statischer Elektrizität neigt jedoch das Befestigungsteil dazu, kleinere Partikel anzuziehen, die dann in das Gehäuse gelangen. Diese kleinen Teilchen verursachen dann Isolierungsprobleme.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Bimetalltemperaturschalter zu schaffen, dessen spezifischer innerer elektrischer Leitungswiderstand einstellbar ist und der unter Verwendung nur geringer Mengen Kunstharz hergestellt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe für einen gattungsgemäßen Bimetalltemperaturschalter mit dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.

Die folgenden Vorteile können durch die vorliegende Erfindung erzielt werden:

  • 1. Da das Material des Befestigungsteiles aus Metall ist, tritt keine statische Elektrizität auf und die Menge kleiner Partikel, die in den Bimetalltemperaturschalter eingebracht werden, ist gering.
  • 2. Zwei Lochpaar-Paare, die verschieden Innen-Durchmesser haben, können leicht durch Falten eines Metallblechs hergestellt werden.
  • 3. Da das Befestigungsteil und ein Anschluß unter Verwendung desselben Materials hergestellt werden können, sind die Eigenschaften des Bimetalltemperaturschalters unabhängig von den Eigenschaften der Kontaktfeder einstellbar; zum Beispiel kann die Aufheizrate im Inneren des Bimetalltemperaturschalters durch Wahl des Materials des Befestigungsteiles und durch entsprechende Abmessungen des Befestigungsteiles eingestellt werden. Mit anderen Worten, es gibt eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten, da die Kontaktfeder nicht zur Einstellung der Aufheizrate benutzt wird.

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen erläutert werden:

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines Bimetalltemperaturschalters entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht einer Metallplatte für ein Befestigungsteil des Bimetalltemperaturschalters von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung einer Kontaktfeder und einer Bimetallscheibe des Bimetalltemperaturschalters von Fig. 3.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung eines Bimetalltemperaturschalters gemäß der vorliegenden Erfindung. (A) ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A und (B) ist ein Querschnitt entlang der Linie B-B von Fig. 5.

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht einer Metallplatte für ein Befestigungsteil des Bimetalltemperaturschalters von Fig. 4.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung einer Kontaktfeder und einer Bimetallscheibe von Fig. 4.

Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht einer Metallplatte eines Befestigungsteiles eines Bimetalltemperaturschalters entsprechend einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung einer Kontaktfeder und einer Bimetallscheibe eines Bimetalltemperaturschalters von Fig. 7.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel eines Bimetalltemperaturschalters nach dem Stand der Technik.

Fig. 10 zeigt eine Vorderansicht der ortsfesten Kontaktplatte des Bimetalltemperaturschalters von Fig. 9.

Fig. 11 zeigt eine Vorderansicht der Kontaktfeder des Bimetalltemperaturschalters von Fig. 9.

Fig. 12 zeigt eine Vorderansicht der Bimetallscheibe des Bimetalltemperaturschalters von Fig. 9.

Die Fig. 1, 2, 3 zeigen eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung. Ein Befestigungsteil 15 wird durch Falten eines Metallblechs gebildet, wobei die zwei Löchpaare 14a, 14b verschiedene Durchmesser D1 und D2 haben, die einander entsprechend ausgerichtet sind.

Die Form der Löcher ist nicht auf einen Kreis beschränkt, sondern andere Formen, wie zum Beispiel rechteckige, sind zulässig.

In einem solchen Fall muß der Wortlaut "Durchmesser" in den Ansprüchen als "Größe" gelesen werden.

Ein zweiter Anschluß T2 ist an einem verlängerten Teil der Kontaktfeder 2 ausgebildet. Eine Bimetallscheibe 7 wird auf der Kontaktfeder 2 angeordnet, und ein Befestigungsteil 15 wird wiederum auf der Bimetallscheibe 7 angebracht. Das Befestigungsteil 15 ist so angeordnet, daß der Teil, der die Löcher mit dem größeren Durchmesser D1 hat, sich auf der Seite befindet, die der Bimetallscheibe 7 abgewandt ist und der Teil, der die Löcher mit dem kleineren Durchmesser hat, der Bimetallscheibe 7 zugewandt ist.

Die Befestigungsvorsprünge 10 des Isolierteiles 8 dringen durch ein (nicht gezeigtes) Loch der Kontaktfeder 2, ein (nicht gezeigtes) Loch der Bimetallscheibe und ein Loch des in Fig. 3 gezeigten Befestigungsteiles 15.

Beim Herstellungprozeß, wenn die Spitzen der Befestigungsvorsprünge erhitzt und geschmolzen werden, breiten sich die geschmolzenden Spitzen der Vorsprünge in den Löchern mit dem größeren Durchmesser aus und erstarren.

Da das Befestigungsteil aus Metall ist, werden weniger kleine Partikel durch statische Elektrizität angezogen.

Die Fig. 4, 5, 6 zeigen eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung. Das Befestigungsteil 15 wird durch Falten eines in Fig. 5 gezeigten Metallblechs 15 hergestellt. Das Metallblech 15b in Fig. 5 unterscheidet sich vom Metallblech 15a in Fig. 2 durch den zweiten Anschluß T2.

Die Kontaktfeder 2, die Bimetallscheibe 7 und das Befestigungsteil 15 werden, wie in Fig. 6 entsprechend gezeigt, angeordnet. Das Befestigungsteil 15 ist so angeordnet, daß der Teil, der die Löcher mit dem größeren Durchmesser (D1) hat, auf der der Bimetallscheibe 7 abgewandten Seite angeordnet sind. Die Befestigungsvorsprünge 10 des Isolierteiles 8 dringen durch die Löcher der Kontaktfeder 2, der Bimetallscheibe 7 und des Befestigungsteiles 15. Die geschmolzenen Spitzen der Vorsprünge 10 breiten sich in dem Abschnitt der Löcher des Befestigungsteiles 15 mit dem größeren Durchmesser aus, so daß die einzelnen Teile aneinander befestigt sind.

In dieser Ausführung, sind das Befestigungsteil 15, die Bimetallscheibe 7 und die Kontaktfeder 2 miteinander an einer Stelle nahe dem zweiten Anschluß T2 verschweißt.

Die Aufheizrate im Inneren des Bimetalltemperaturschalters kann durch die Wahl des Materials für das Befestigungsteil 15 und durch entsprechende Abmessungen verändert werden.

Die Fig. 7, 8 zeigen eine dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung. Das Befestigungsteil 15 kann durch Falten eines in Fig. 7 gezeigten Metallblechs 15c hergestellt werden.

Das Metallblech 15c in Fig. 7 unterscheidet sich vom Metallblech 15b durch den verlängerten Abschnitt für das Punktschweißen.

In der gleichen Art, wie in der ersten und zweiten Ausführung gezeigt, werden das Befestigungsteil 15, die Bimetallscheibe 7 und die Kontaktfeder 2 angeordnet und durch die Befestigungsvorsprünge 10 miteinander verbunden.

In dieser Ausführung werden das Befestigungsteil 15, die Bimetallscheibe 7 und die Kontaktfeder 2 an einer Stelle X des verlängerten Metallblechs miteinander punktgeschweißt.

Der elektrische Strom fließt durch den zweiten Anschluß T2, das Befestigungsteil 15, die Bimetallscheibe 7, die Kontaktfeder 2, den beweglichen Kontaktpunkt 3, die ortsfeste Kontaktplatte 5 und den ersten Anschluß T1. Durch Vergrößern der Abmessungen des Befestigungsteiles 5 kann die Aufheizrate gesteigert werden und es ist leicht, sie entsprechend einzustellen.

Viele Metalle, wie zum Beispiel Messing, Silber, Eisen, rostfreier Stahl, Nichrom, können zur Herstellung des Befestigungsteiles verwendet werden.

  • 1. Da das Befestigungsteil aus Metall ist, kommt keine Anziehung der kleinen Partikel durch statische Elektrizität vor und es wird verhindert, daß die Partikel ins Innere des Bimetalltemperaturschalters gelangen.
  • 2. Beim Stand der Technik war es bisher schwierig, einen großen Leitungswiderstand bei einem kleinen Volumen einer Kontaktfeder zu schaffen. Gemäß der vorliegenden Erfindung fließt der Strom von einem Ende zum anderen Ende des gefalteten Befestigungsteiles ohne, daß die Erzeugung von Wärme am Befestigungsteil vermieden werden muß. Daher kann der Nachteil des Stands der Technik, daß die Kontaktfeder, die einen größeren elektrischen Leitungswiderstand hat, dazu neigt, sich bei Überstrom zu überhitzen, beseitigt werden.
  • 3. Es ist leicht in einem einzigen Bearbeitungsverfahren Löcher von unterschiedlichem Durchmesser vorzusehen. Daher kann fast jeders Metall für das Befestigungsteil verwendet werden, und die Bearbeitungskosten können gering gehalten werden.
  • 4. Durch Wahl des Materiales können die Eigenschaften des Befestigunsteiles und der Kontaktfeder entsprechend variiert werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Bimetalltemperaturschalter mit zwei Anschlüssen (T1, T2), einer ortsfesten Kontaktplatte (5), die einen der Anschlüsse (T1) aufweist und auf der ein fester Kontaktpunkt (4) angeordnet ist, einer Kontaktfeder (2), die mit dem anderen Anschluß (T2) direkt oder indirekt verbunden ist und einen mit dem festen Kontaktpunkt korrespondierenden beweglichen Kontaktpunkt (3) aufweist, einer Bimetallscheibe (7), die in Eingriff mit der Kontaktfeder an ihrem einen Ende ist, einem Isolierteil (8) mit zwei Befestigungsvorsprüngen (10), die durch Öffnungen in der Kontaktfeder und der Bimetallscheibe hindurchgehen, wobei Isolierteil, Kontaktfeder und Bimetallscheibe durch Aufschmelzen der Spitzen der Befestigungsvorsprünge miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch ein gefaltetes Befestigungsteil (15), das zur Aufnahme der Befestigungsvorsprünge (10) zwei Lochpaare (14a, 14b) aufweist, wobei die Löcher jeden Paares unterschiedliche Durchmesser haben und die Löcher (14a) mit dem kleineren Durchmesser auf der, der Bimetallscheibe (7) und der Kontaktfeder (2) zugewandten Seite des gefalteten Befestigungsteiles (15) liegen.
  2. 2. Bimetalltemperaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Befestigungsteiles (15) verlängert ist und einen Anschluß (T2) bildet und daß das Befestigungsteil (15), die Bimetallscheibe (7) und die Kontaktfeder (2) an einer Stelle nahe dem Anschluß miteinander punktverschweißt sind.
  3. 3. Bimetalltemperaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil (15), die Bimetallscheibe (7) und die Kontaktfeder (2) an einer vom Anschluß entfernten Stelle miteinander punktverschweißt sind.
  4. 4. Bimetalltemperaturschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften des Schalters durch Auswahl des Materials und der Abmessungen des Befestigungsteiles (15) festgelegt sind.






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