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Thermischer Schalter in Miniaturausführung
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zweckmässigerweise ungeschlitzten Mittelstück mit der Bimetallscheibe durch den Mittelkontakt verbunden ist, während er an seinem ebenfalls zweckmässigerweise ungeschlitzten Randteil zwischen
Boden-und Deckschale bzw. einem sie verbindenden Randring und der einen Schale eingeklemmt ist.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile einen thermischen Schalter in für Massenfertigung besser geeigneter Form zu schaffen, dessen Kontaktabstand einfach und rasch zu justieren ist und der nur eine geringe Zahl von Einzelteilen aufweist.
Erfindungsgemäss steht die Kontaktzunge über eine Warze, Kuppe od. dgl. mit der Thermobimetall-Schnappscheibe in kraftschlüssiger Verbindung, wobei der Rahmen zwischen einer
Schulter des Isolierkörpers und einer Schulter des aus Metall bestehenden Gehäuses festgehalten ist und der feste Schaltkontakt in der zum Rahmen angenähert parallelen Ebene eine die Montagetoleranzen erfassende Kontaktfläche aufweist.
Dadurch, dass der die Kontaktzunge tragende Rahmen zwischen Schultern des Isolierkörpers und des Gehäuses festgehalten ist, steht er auf einfachste Weise ohne weitere Massnahmen mit dem Gehäuse in elektrisch leitender Verbindung. Thermobimetall-Schnappscheibe, Rahmen samt der den beweglichen Kontakt tragenden Kontaktzunge und Isolierkörper mit daran befestigtem festem
Schaltkontakt können beispielsweise durch Einrütteln in das Gehäuse automatisch montiert werden.
Dabei ist die seitliche Lage des beweglichen Kontaktes zum festen Kontakt nur durch relativ grosse
Toleranzen bestimmt. Erfindungsgemäss weist deshalb der feste Schaltkontakt in der zum Rahmen angenähert parallelen Ebene eine diese Montagetoleranzen erfassende Kontaktfläche auf.
Zweckmässigerweise ist diese Kontaktfläche des festen Schaltkontaktes in Form einer Kreis-bzw.
Kreisringscheibe mit gegenüber dem Schwerpunkt der Kontaktfläche des beweglichen Kontaktes exzentrisch angeordnetem Mittelpunkt und entsprechend grossem Durchmesser ausgebildet. In diesem Falle sollen auch Gehäusemantel, Rahmen und Thermobimetall-Schnappscheibe Kreis-bzw.
Kreisringform aufweisen. Die Montage ist dann besonders einfach, da die gegenseitige Lage der Bauteile beliebig innerhalb des vollen Winkels von 3600 streuen darf. Der Mehrverbrauch an Material für den Gegenkontakt gegenüber herkömmlichen Bauformen wird durch die Montagevereinfachung bei weitem aufgewogen.
Nach einer andern vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Kontaktfläche des festen Schaltkontaktes im wesentlichen in Form eines Kreissegmentes ausgeführt, wodurch bei ausreichender Berücksichtigung der Montagetoleranzen Kontaktmaterial gegenüber dem vollen Kreis eingespart wird.
Zweckmässigerweise ist zur Halterung des Rahmens zwischen der Schulter des Isolierkörpers und der Schulter des Gehäuses der den Isolierkörper überragende Rand des Gehäuses umgebördelt.
Während im Rahmen der Erfindung die gegenseitige seitliche Lage von beweglichem und festem Schaltkontakt nur grob übereinzustimmen braucht, ist die gegenseitige Höhenlage für ein einwandfreies Funktionieren des thermischen Schalters von entscheidender Bedeutung. Einerseits darf nämlich kein schleichendes öffnen der Kontakte auftreten, anderseits muss die überschlagspannung vor dem Schliessen einen Mindestwert, z. B. 500 V, erreichen. Bei thermischen Schaltern in Miniaturausführung liegt die Grösse des Toleranzfeldes in der Grössenordnung von 0, 1 mm. Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt nun die Justierung in dieses enge Toleranzfeld durch an sich bekanntes Verbiegen des festen Schaltkontaktes, wobei zufolge der Abmessungen und Toleranzen der Einzelteile der Kontaktabstand vor dem Verbiegen grundsätzlich zu gross ist.
Hiefür weist vorteilhafterweise der Isolierkörper mindestens eine Durchbrechung in der Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktes auf.
Zweckmässigerweise weist für den Anschluss von Leitern an die beiden Kontakte das Gehäuse eine Klemmfahne auf, in die die beiden Zuleitungsdrähte mittels ihrer Schutzisolierung isoliert geklemmt sind, wobei das Ende des einen Drahtes zusätzlich in leitender Verbindung mit dem Gehäuse und somit mit dem beweglichen Schaltkontakt steht und das Ende des andern Drahtes an eine mit dem festen Kontakt verbundene Fahne angeschlossen ist.
Mit Vorteil ist in diesem Fall aus dem festen Schaltkontakt mindestens ein Lappen zur Befestigung des festen Schaltkontaktes am Isolierkörper herausgebogen und dient einer dieser Lappen zum Anschluss des einen Zuleitungsdrahtes.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in denen zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen thermischen Schalter im Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 3, Fig. 3 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemässen thermischen Schalter, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen thermischen Schalters im Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 5, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 6 und Fig. 6 eine Draufsicht auf diesen Schalter. In den Fig. 2 und 5 sind die Litzen jeweils nicht geschnitten gezeichnet.
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Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte thermische Schalter ist insbesondere für den direkten Einbau in die Wicklung elektrischer Maschinen und Geräte gedacht. Er besteht aus einem metallischen, gut wärmeleitenden Gehäuse vorzugsweise aus Kupfer, einer Thermobimetall-Schnappscheibe - mit kreisförmiger Berandung, einer mit einem kreisringförmigen Rahmen --3-- fest verbundenen und innerhalb desselben angeordneten Federzunge-4-, dem von ihr getragenen
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ringförmige Schulter --12-- zur Aufnahme der Thermobimetall-Schnappscheibe-2--, eine weitere ringförmige Schulter --13-- zur Aufnahme des kreisringförmigen Rahmens--3--, die
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von zirka 5 herausgebogen, u.zw. nach unten in Fig. 2.
Über ihre Warze --16-- steht die Federzunge - 4--mit der konvexen Thermobimetall-Schnappscheibe --2-- in kraftschlüssiger Berührung, wird entgegen ihrer Vorspannung nach oben gedrückt und der am Ende der Federzunge-4angeschweisste bewegliche schaltkontakt --5-- ist mit dem festen Schaltkontakt --8-- in Eingriff.
Die konvexe Lage der Thermobimetall-Schnappscheibe --2-- entspricht dem kalten Zustand. Sollte durch überlastung, Kurzschluss od. dgl. die Umgebungstemperatur des thermischen Schalters ansteigen,
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Der Isolierkörper --6-- weist eine Schulter--17--auf, zwischen der und der Schulter --13-- des Gehäuses der kreisringförmige Rahmen --3-- festgehalten wird.
Der feste Schaltkontakt --8-- kann aus Ersparungsgründen aus Kontaktbimetall bestehen, was in Fig. 2 durch verschiedene Schraffur der Komponenten gezeigt ist. Er ist mittels des Nietes-7-am Isolierkörper --6-- befestigt. Isolierkörper --6--, Niet --7-- und fester Schaltkontakt - bilden eine Montageeinheit, die zweckmässig vor dem Zusammenbau der übrigen Teile vormontiert wird.
Beim Zusammenbau des thermischen Schalters werden der Reihe nach die Thermobimetall- Schnappscheibe-2--, der kreisförmige Rahmen --3-- samt Federzunge --4-- und Kontakt - sowie die Montageeinheit-6, 7, 8--in das Gehäuse --1-- gelegt, beispielsweise durch automatisches Einrütteln. Dabei kommt der Vorteil der erfmdungsgemässen Bauform zur Wirkung : Die Thermobimetall-Schnappscheibe --2-- und der Rahmen-3--können gegeneinander und gegen das Gehäuse --1-- bliebig verdreht sein, wodurch die Automation der Montage wesentlich verbilligt wird.
Nach dem Einlegen des Isolierkörpers --6-- wird der überstehende Rand--18--der
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10-dient- mit den Bügeln --19,20--, wobei der Bügel-19-zum isolierten Festklemmen der an ihrem Ende abisolierten, mit dem Niet-7-verlöteten (Lot-22-) Litze-9-dient. Der durch eine U-förmige ausnehmung --21-- zweigeteilte Bügel --20-- ermöglicht sowohl die Halterung als auch den Stromanschluss der an ihrem Ende abisolierten Litze--10--.
Die Justierung des Kontaktabstandes erfolgt bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten thermischen Schalter durch an sich bekanntes mechanisches Verformen des Gehäuses --1--, u.zw. indem durch Verbiegen der Abstand der schulter ---12-- von der Schulter --13-- verkleinert wird. Hiezu sind die Abmessungen und Toleranzen so ausgelegt, dass der Kontaktabstand im fertig montierten, nicht justierten Zustand des Schalters stimmt oder zu gross ist.
Um einen hermetischen Verschluss des thermischen Schalters zu erzielen, wird nach erfolgter Montage, Justierung und Anschluss der Stromzuleitungen die Oberseite mit einem elektrisch isolierenden, warm oder kalt aushärtenden Giessharz verschlossen. In Fig. 2 ist die Aussenkontur --23-- der Vergussmasse gezeigt ; man hat sich den ganzen Raum innerhalb des Isolierkörpers-6- bzw. Stromanschlüssen --9,10--, Klemmfahne --15-- und der aussenkontur --23-- mit Vergussmasse angefüllt vorzustellen. Dabei richtet sich die Art des Giessharzes bzw. die Aushärttemperatur nach der Wärmebeständigkeit des Isolierkörpers --6-- bzw. der Isolierungen der Stromanschlüsse--9,10--.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 4 bis 6. Das metallische Gehäuse --24-- weist wieder eine Wärmekontaktfläche--25--, zwei ringförmige Schultern--26, 27--, die Gehäusewand - -28--, eine Klemmfahne --29-- mit einem ganzen Bügel --30-- und einem durch eine Ausnehmung-32-zweigeteilten Bügel-31-auf. Die Schulter --26-- dient zur Aufnahme der Thermobimetall-Schnappscheibe-33--, die Schulter --27-- und die Schulter --34-- des Isolierkörpers --35-- zum Festhalten des kreisringförmigen Rahmens--36--, der mit der Kontaktzunge--37--aus einem Stück gestanzt ist.
Die Kontaktzunge ist mit einer Warze--38-mit der Thermobimetall-Schnappscheibe--33--in Berührung und trägt an ihrem Ende den beweglichen Schaltkontakt--39--.
Der feste Schaltkontakt --40-- besteht aus teilweise plattiertem Kontaktbimetall ; die Plattierung ist mit--41--bezeichnet. Die zur Wirkung kommende Kontaktfläche hat im wesentlichen die Form eines Kreissegmentes. Die gegenseitige Lage von festem und beweglichem Schaltkontakt darf dann nicht mehr innerhalb des vollen Winkels streuen, wie bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel, sondern nur innerhalb von zirka 30 , was aber für die Praxis völlig ausreichend ist.
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43--fort,- durch den Bügel --30-- gehalten. Der zweite Stromanschluss --45-- ist mittels des zweigeteilten Bügels --31-- mechanisch gehalten und elektrisch verbunden.
Die Justierung des Kontaktabstandes kann bei diesem Ausführungsbeispiel durch an sich bekanntes Verbiegen des Gegenkontaktes erfolgen. Dazu weist der Isolierkörper --35-- eine Bohrung - auf, deren Längsrichtung mit der Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktes übereinstimmt. Die Abmessungen und Toleranzen der Einzelteile sind so gewählt, dass der Kontaktabstand zunächst eher zu gross ist. Mit Hilfe eines durch die Bohrung-46-geführten Dornes kann nun der feste Schaltkontakt--40--nach unten gebogen werden, bis der
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Verwendung eines Giessharzes üblicher Zähigkeit ein Durchrinnen desselben durch die Bohrung --46-- in den eigentlichen Schaltraum zu verhindern. Dadurch ist auch in diesem Ausführungsbeispiel ein hermetischer Verschluss durch Vergiessen möglich.
In Fig. 5 ist die Aussenkontur --47-- der Vergussmasse eingezeichnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Thermischer Schalter in Miniaturausführung, insbesondere für den Einbau in Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, der eine Thermobimetall-Schnappscheibe als Temperaturfühler, einen beweglichen und einen festen Schaltkontakt sowie einen Isolierkörper zum Tragen des letzteren aufweist, wobei der bewegliche Kontakt am freien Ende einer im Inneren eines vorzugsweise kreisringförmigen Rahmens angeordneten, mit dem dem freien Ende gegenüberliegenden Ende fest mit dem Rahmen verbundenen, insbesondere mit dem Rahmen aus einem Stück gestanzten Kontaktzunge
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die Kontaktzunge (4,37) über eine Warze (16,38), Kuppe od. dgl.
mit der Thermobimetall-Schnapp- scheibe (2,33) in kraftschlüssiger Verbindung steht, der Rahmen (3,36) zwischen einer Schulter (17,34) des Isolierkörpers (6,35) und einer Schulter (13,27) des aus Metall bestehenden Gehäuses (1, 24) festgehalten ist und der feste Schaltkontakt (8,40) in der zum Rahmen angenähert parallelen Ebene eine die Montagetoleranzen erfassende Kontaktfläche (41) aufweist.
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