DE2917482C2

DE2917482C2 - Übertemperaturschutzschalter

Info

Publication number: DE2917482C2
Application number: DE2917482A
Authority: DE
Inventors: Peter 7530 Pforzheim Hofsäss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-30
Filing date: 1979-04-30
Publication date: 1982-11-25
Also published as: MY8700557A; SG74686G; FR2455692A1; GB2049291A; HK14689A; DE2917482A1; JPS55148331A; IT8021706A0; IT1141941B; FR2455692B1; GB2049291B; US4306211A

Description

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Die Ei findung betrifft einen Übertemperaturschutzschalter, mit einem Gehäuse, mit einer darin umfangsseitig geführten Bimetallschnappscheibe, mit einer stromübertragenden Federschnappscheibe, mit einem Bimetallscheibe und Federschnappscheibe mittig verbindenden Kontaktglied sowie mit einem am Gehäuse ausgebildeten Gegenkontakt, wobei in einer Schnappstellung Kontaktglied und Gegenkontakt über Kontaktflächen miteinander in elektrisch leitender Verbindung stehen und beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur die Bimetallschnappscheibe in eine zweite Schnappstellung umschnappt und das Kontaktglied vom Gegenkontakt abhebt

Derartige Schutzschalter werde in verschiedensten elektrischen Geräten, insbesondere bei Elektroheizgeräten, in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet in der normalen Tieftemperaturstellung des Schutzschalters ist dieser geschlossen, so daß der Strom fließt steigt dagegen die Temperatur über einen vorbestimmten Wert an, so schnappt die Bimetallschnappscheibe um, so daß der Stromfluß durch den Schutzschalter und damit die Energiezufuhr zu dem überwachten Gerät unterbrochen wird. Bei einer einfachsten Ausführungsform von Schutzschaltern der beschriebenen Gattung ist ein besonderes Stromübertragungsglied nicht vorgesehen, so daß in der Tieftemperaturstellung der Strom über die Bimetallschnappscheibe fließt was nachteilig ist weil die Strombelastung der Bimetallschnappscheibe deren Schaltverhalten beeinflußt Dem wird bei einem gattungsgemäßen Schutzschalter nach der DE-PS 21 21 802 dadurch begegnet daß zusätzlich zur Bimetallschnappscheibe eine Federschnappscheibe als Stromübertragungsglied vorgesehen ist Der zu schaltende Strom fließt dabei über Gegenkontakt Kontakt und Federschnappscheibe, wobei die Bimetallschnappscheibe selbst stromlos bleibt Die Federschnappscheibe weist eine gegenüber der Bimetallschnappscheibe geringere (im allgemeinen nur wenig geringere) Federkraft auf und wird daher beim Übergang in die Hochtemperaturstellung in ihre Gegenlage gedrückt Nimmt die Temperatur wieder ab, so lassen die inneren Kräfte der Bimetallschnappscheibe soweit nach, bis diese schließlich durch die Feder-Schnappscheibe überwunden werden und der Schalter in die Tieftemperaturstellung zurückkehrt Bei diesen bekannten Übertemperaturschutzschaltern der beschriebenen Gattung erfolgt die Stromzufuhr zum eigentlichen Schaltwerk üblicherweise dadurch, daß das Gehäuse aus Gehäuseboden und Gehäusedeckel aufgelw.t ist die miteinander elektrisch isoliert verbunden sind und den (gehäusefesten) Gegenkontakt bilden bzw. mit dem Kontakt (durch Feder- bzw. Bimetallschnappscheibe) leitend verbunden sind (bzw. umgekehrt).

Bei den vorstehend beschriebenen gattungsgemäßen Übertemperaturschaltern besteht der durch die Bimetallschnappscheibe betätigte Kontakt stets aus einer mehr oder minder stark gewölbten Kuppe, die in der Tieftemperaturstellung üblicherweise am ebenen Gehäuseboden bzw. -deckel anliegt Diese Ausführungsform, die sich unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten als naheliegend anbietet, hat sich beim Schalten "erhältnismäßig kleiner Ströme durchaus bewährt. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch, wenn größere Ströme geschaltet werden sollen oder ein solcher Schutzschalter überlastet wird. Beim Abheben des Kontakts vom Gegenkontakt bildet sich dabei ein Schaltfunken, und aufgrund der geometrischen Gegebenheiten bei den bekannten Übertemperaturschutzschaltem kriecht dieser Schaltfunke über die Kontaktwölbung auf die Bimetallschnappscheibe. Die damit verbundenen hohen elektrischen Feldstärken führen insbesondere an den Kanten der Bimetallschnappscheibe zu Änderungen der elastischen Eigenschaften, möglicherweise durch Ausglühen. Diese Änderungen haben jedenfalls die nachteilige Folge, daß die Bimetallschnappscheibe nicht mehr innerhalb eines eng begrenzten Temperaturbereichs umschnappt, sondern

innerhalb eines breiten Temperaturbereichs »schleichend« von der Tief- in die Hochtemperaturstellung übergeht, so daB eine genaue Umschalttemperatur nicht mehr eingehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Obertemperaturschutzschalter der eingangs beschriebenen Gattung so weiterzubilden, daß eine beiriebsbediugic, insbesondere durch Schaltfunken verursachte Verschlechterung des Umschakverhaltefis der Bimetallschnappscheibe vermieden wird, und insbesondere ein Obertreten des Schaltfunkens auf die Bimetallschnappscheifae Eir/c/issdg ausgeschlossen wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Obertemperaturschutzschalter gelöst, der derart ausgestaltet ist, daß mindestens die Kontaktfläche des ₎₅ Gegenkontakts eine konvexe Wölbung aufweist, daß der Krümmungsbetrag der Kontaktfläche des Gegenkontakts größer ist als der Krümmungsbetrag der Kontaktfläch·:: des Kontaktglieds und daß die Kontaktfläche des Kontaktglieds einen — in an sich bekannter Weise — umfangsseitig übergreifenden, zur Bimetalischeibe hin abgesetzten Bund aufweist. Durch die erfindungsgemäße Wölbung des Gegenkontaktes wird zunächst vermieden, daß der Schaltfunken vom zentralen Kontaktbereich der Kontaktstellung zur Sehe hin wegläuft Weiterhin wird durch den scharf abgesetzten Rand erreicht, daß ein Schaltfunken nicht über diesen auf die Bimetallscheibe wie dies bei der beweglichen Kontaktfläche des Schalters nach dem Stand der Technik durch den »weichen« Übergang von der beweglichen Kontaktfläche zur Bimetallsdieibe möglich ist, übergeht

In der DE-GM 18 37 988, in der DE-OS 21 43 652 sind bei Thermoschaltern die Gegenkontakte als Niete mit einer in in sich bekannter Weise gewölbten Kuppe ausgebildet ohne daß diesen eine Funktion zukommt, wobei bei der letztgenannten Druckschrift auch die Frage eines Schaltfunkens sich nicht stellt, da hier der bewegliche Kontakt durch eine starre Metallbrücke gebildet wird, die das Bimetallelement vollständig abschirmt Weiterhin ist aus der DE-AS 12 31 335 der bewegliche Kontakt mit einem abgesetzten Bund versehen, wobei dieser aber lediglich dazu dient, die frei um den ein Stromzuführungsband tragenden Zapfen liegende Bimetallscheibe in ihrer Längsbeweglichkeit entlang dieses Zapfens zu begrenzen. In dieser Druckschrift wird nicht ein Vermeiden d?.s durch einen Schaltfunken bedingten schleichenden Schaltens in der Bimetallscheiben und damit die Vermeidung des Funkens angestrebt sondern es wird vielmehr sekundär durch einen federnd gelagerten Kontakt die unerwünschte Wirkung einer mögliche, anfangs schleichenden Kontakttrennung zu vermeiden gesucht indem durch die federnde Lagerung des an sich stationären Hilfskontaktes ein Kontakt gewährleistet wird, bis die Schaltgeschwindigkeit der Bimetalischeibe ausreichend groß ist, so daß erst dann die Kontakttrennung, und zwar mit ausreichender Geschwindigkeit eintritt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert: Es zeigt

Fig. 1 einen Übertemperaturschutzschalter im Längsschnitt in Tieftemperaturstellung,

F i g. 2 den Gegenstand der F i g. 1 in Hochtemperaturstellung.

Der in den Figuren dargestellte Übertemperaturschutzschalter weist zunächst ein Gehäuse auf, das aus Gehäuseboden 1 mit daran angeschlossener

einem

Seitenwandung 2 <tnd eine m Gehäusedeckel 3 aufgebaut ist, die aus elektrisch gut leitendem MaieJiai btüehen. Der Gehäusedeckel 3 ist unr«.- &.* ^imniap er-v.r eUUnschen Isolation 4 in die Öffnung citf t»eitea*»n- <lur,£ ': eingesetzt und durch Umbördeln befestigt, so daß der Gehäuseinnenraum dicht geschlossen ist Das im Oüüuttiseinneren angeordnete Schaltwerk besteht im wesentlichen aus einer Bimetallschnappscheibe 5, einer Federschnappscheibe 6 sowie einem Zapfen 7, der mit je einem verjüngten Absatz zentrale Ausnehmungen von Bimetallschnappscheibe 5 und Federschnappscheibe 6 durchsetzt. Der untere, die Federschnappscheibe G durchsetzende Absatz 8 ist umgebördelt so daß Federschnappscheibe 6 und Zapfen 7 formschlüssig miteinander verbunden sind. Am oberen, die Bimetallschnappscheibe 5 durchsetzenden Absatz 9 ist ein Bund 10 vorgesehen, der die Bimetallschnappscheibe 5 mit einem scharfen Rand 18 übergreift so daß auch diese mit dem Zapfen 7 formschlüssig verbunden ist Damit bildet das Schaltwerk eine zusammenhängende Baugruppe, die sich in einfacher Weise vormontieren und im Gehäuse einsetzen läßt Der Bund 10 T._vr/st an seiner Unterseite einen Stift 11 auf, der eine Ausrief mung des Zapfens 7 durchsetzt und mit diesem vernietet ist

Der Bund 10 bildet einen durch Bimetall- bzw. Federschnappscheibe 5, 6 betätigbaren beweglichen Kontakt dessen Kontaktfläche 12 mit ihrem Rand 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel eben ausgebildet ist d. h. die Krümmung Null aufweist

Dem durch den Bund 10 gebildeten beweglichen Kontakt ist ein gehäusefester Gegenkontakt zugeordnet, der aus einer kartenförmigen Einsenkung 13 des Gehäusedeckels 3 besteht Die Kontaktfläche 14 des Gegenkontaktes ist gegenüber dem Gehäuseinneren und damit gegenüber dem beweglichen Kontakt konvex gewölbt Die den Gegenkontakt, bildende, zum Gehäuseinneren vorstehende Einsenkung 13 ist im Bereich einer vom Gehäuseinneren nach außen vorstehenden kegelstumpfförmigen Einsenkung 15 angeordnet und damit von einer nach außen vorstehenden ringförmigen Kontaktfläche 16 umgeben.

Der elektrische Anschluß des beschriebenen Übertemperaturschutzschalters im Einbauzustand erfolgt unmittelbar über Gehäuseboden 1 einerseits und Gehäusedeckel 3 andererseits, die aus elektrisch leitendem Material (beispielsweise aus einem mit Silber plattierten geeigneten Metall) bestehen und voneinander elektrisch isoliert sind. Die Federschnappscheibe 6 liegt in der in Fig. 1 dargestellten Tieftemperaturstellung umfangsseitig an einem am Gehäuseboden 1 vorgesehenen Widerlager 17 elektrisch leitend an und drückt aufgrund ihrer Federkraft die bewegliche Kontaktfläche 12 des Bundes 10 gegen die feststehende Kontaktfläche 14 der am Gchäusedeckel 3 vorgesehen kalot'enfVinigen Einsenkung 13, so daß der Schalter geschlossen ist Die am Zapfen 7 gehaltene Bimetallschnappscheibe 5 ist in dieser Stellung kräftefrsi. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur schnappt die Bimetallschnappscheibe 5 in die in F i g. 2 dargestellte Hochtemparatursteliung um. Die Bimetaüschnappscheibe üützt sich in dieser Stellung umfangsseitig an der Isolation 4 ab und drückt den Zapfen 7 unter Überwindung der Federkraft der Federschntppscheibe 6 nach unten, so dnß die bewegliche Kontaktfläche 12 von Jt festsetzenden Kontaktfläche 14 abgehoben und eier äiromfluß durch den Überte *ipe caturschutz&chaltei' unterbrochen wird. Sobald die Temperatur ur.'sr die vorbestimmte Temperatur zu-

rückkehrt, lassen die inneren Kräfte der Bimetallschnappscheibe 5 nach, bis sie schließlich durch die Federschnappscheibe 6 überwunden werden und das Schaltwerk in die Tieftemperatursiellung gemäß F i g. 1 zurückkehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Übertemperaturschutzschalter, mit einem Gehäuse, mit einer darin umfangsseitig geführten Bimetallschnappscheibe, mit einer stromübertragenden Federschnappscheibe, mit einem Bimetallscheibe und Federschnappscheibe mittig verbindenden Kontaktglied sowie mit einem am Gehäuse ausgebildeten Gegenkontakt, wobei in einer Schnappstellung Kontaktglied und Gegenkontakt über Kontakt- ι ο flächen miteinander in elektrisch leitender Verbindung stehen und beim Oberschreiten einer vorbestimmten Temperatur die Bimetallschnappscheibe in eine zweite Schnappstellung umschnappt und das Kontaktglied vom Gegenkontakt abhebt, da- ic durch gekennzeichnet, daß mindestens die Kontaktfläche (14) des Gegenkontakts eine konvexe Wölbung aufweist, daß der Krümmungsbetrag der Kontaktfläche (14) des Gegenkontakts größer ist als der Krümmungsbetrag der Kontaktfläche (12) des Kontaktglreds (7,8,9,10) und daß die Kontaktfläche (12) des Koniakigiieds (7,8,3, SO) einen — in an sich bekannter Weise — umfangsseitig übergreifenden, zur Bimetallscheibe (5) hin abgesetzten Bund (10) aufweist

2. Obertemperaturschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (12) des Kontakts eben ist

3. Übertemperaturschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt- fläche (12) des Kontakts konkav gewölbt ist

4. Überti.'Tiperaturschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch f-kennzeichnet daß der Gegenkontakt aus einer kalottenförmigen, gegenüber dem Gehäuseinnern fconv<rxen Einsenkung (13) der Gehäusewandung (1,3) besieht

5. Übertemperaturschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt im Bereich einer gegenüber dem Gehäuseinneren nach außen vorstehenden Einsenkung (15) angeordnet ist

6. Übertemperaturschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Bimetallschnappscheibe (5) zwischen Bund (10) und Zapfen (7) in axialer Richtung festgelegt ist und das Bund (10) und Zapfen (7) mittels eines an den Bund (10) angeformten und eine axiale Ausnehmung des Zapfens (7) durchsetzenden Stifts (11) verbunden sind.

7. Übertemperaturschutzschalter nach einem der so Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, d. ß mindestens der die Federschnappscheibe (6) durchsetzende Absatz (8) mit dieser durch Umbördeln verbunden ist.