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Patent Searching and Data


Title:
BIMETALLIC THERMAL SWITCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/010563
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a bimetallic thermal switch comprising an electrically insulating support (2) and a bimetallic contact spring (4) that is supported by said electrically insulating support (2) and is provided with two ends, one of which is fixed. At least one subarea (4a) of said contact spring (4) is shaped so as to rapidly change the curvature thereof when the switching temperature thereof is exceeded. The inventive bimetallic thermal switch further comprises two electrical feeders (8, 9) which are supported by the insulating support (2) and extend to two contact pieces (6, 7) that are separated from each other and from the contact spring (4), as well as a contact bridge (5) which is mounted on the contact spring (4) opposite the two contact pieces (6, 7).

Inventors:
BISCHOFF HARALD (DE)
RADBRUCH JENS (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/008001
Publication Date:
February 02, 2006
Filing Date:
July 22, 2005
Export Citation:
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Assignee:
TMC SENSORTECHNIK GMBH (DE)
BISCHOFF HARALD (DE)
RADBRUCH JENS (DE)
International Classes:
H01H37/54; H01H1/20; (IPC1-7): H01H37/54
Foreign References:
US4843363A1989-06-27
DE19509656A11996-09-19
US5973587A1999-10-26
Attorney, Agent or Firm:
Twelmeier, Ulrich (Pforzheim, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Thermobimetallschalter, welcher einen elektrisch isolierenden Träger (2), eine vom elektrisch isolierenden Träger (2) getragene Kontaktfeder (4) aus einem Bimetall, welche zwei Enden hat, von denen eines festgelegt ist, und welche mindestens in einem Teilbereich (4a) so geformt ist, dass sie bei Überschreiten ihrer Schalttemperatur sprunghaft ihre Krümmung ändert, zwei vom isolierenden Träger (2) getragene elektrische Zuleitungen (8, 9), welche zu zwei voneinander und von der Kontaktfeder (4) getrennten Kon taktstücken (6, 7) führen, und eine Kontaktbrücke (5) aufweist, welche den beiden Kontaktstücken (δ, 7) gegenüberliegend auf der Kontaktfeder (4) angebracht ist.
2. Thermobimetallschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (5) außerhalb des infolge seiner Formgebung sprunghaft seine Krümmung ändernden Bereiches (4a) auf der Kontaktfeder (4) ange¬ ordnet ist.
3. Thermobimetallschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (5) ein Profilabschnitt ist.
4. Thermobimetallschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (5) durch Schweißen, Klammern, Crimpen, Nieten oder Löten auf der Kontaktfeder (4) befestigt ist, wobei das Schweißen und das Nieten bevorzugt sind.
5. Thermobimetallschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (4) unmittelbar mit ihrem von der Kontaktbrücke (5) entfernten Ende an dem isolierenden Träger (2) befestigt ist.
6. Thermobimetallschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Kontaktfeder (4) mittelbar an dem elektrisch isolierenden Träger (2) befestigt ist.
7. Thermobimetallschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (4) mit ihrem von der Kontaktbrücke (5) entfernten Ende an einem metallischen Träger (3) befestigt ist, welcher seinerseits von dem iso¬ lierenden Träger (2) getragen ist.
8. Thermobimetallschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des metallischen Trägers (3) in den isolierenden Träger (2) eingebet¬ tet ist.
9. Thermobimetallschalter nach Anspruch δ, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem metallischen Träger (3) und dem isolierenden Träger (2) ein Formschluß besteht.
10. Thermobimetallschalter nach Anspruch 7, δ oder 9, dadurch gekennzeich¬ net, dass der metallische Träger (3) an zwei voneinander einen Abstand auf weisenden Stellen fest mit dem isolierenden Träger (2) verbunden ist.
11. Thermobimetallschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen (8, 9) in den isolierenden Träger (2) eingebettet sind.
12. Thermobimetallschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Gehäuse (1 ) aufweist, welches ein die Kontakt¬ feder (4) mit der Kontaktbrücke (5), die ihr gegenüberliegenden Kαntaktstük ke (6, 7) und den isolierenden Träger (2) umfassendes Schaltwerk aufnimmt.
13. Thermobimetallschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 ) aus Metall besteht.
14. Thermobimetallschalter nach Anspruch 7 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Träger (3) gegenüber dem Gehäuse (1 ) elektrisch iso¬ liert ist.
15. Thermobimetallschalter nach Anspruch 7 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Träger (3) mit dem Gehäuse (1) elektrisch leitend ver bunden ist.
16. Thermobimetallschalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Träger (3) das Gehäuse (1) berührt.
17. Thermobimetallschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 ) elektrisch isolierend ausgebildet ist.
18. Thermobimetallschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er bezüglich der Lage der beiden Kontaktstücke (6, 7) spiegelsymmetrisch aufgebaut ist.
19. Thermobimetallschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er bezüglich der Lage seiner beiden Zuleitungen (8, 9) spiegelsymmetrisch aufgebaut ist.
20. Thermobimetallschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche in Kombina¬ tion mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Träger (3) in der Draufsicht Uförmig ausgebildet und mit seinen beiden Schenkeln (3b) des U in dem isolierenden Träger (2) eingebettet ist.
21. Thermobimetallschalter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (4) an der die Schenkel (3b) verbindenden Basis (3a) des U angebracht ist.
22. Thermobimetallschalter nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeich net, dass die Schenkel (3b) eine gegenüber der Basis (3a) des U abgewinkel¬ te Oberfläche haben.
23. Thermobimetallschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (5) aus einem Werkstoff besteht, welcher eine höhere elektrische Leitfähigkeit als das Bimetall der Kontaktfe der (4) hat.
24. Thermobimetallschalter nach einem der Ansprüche 20 bis 22 in Kombination mit Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schenkel (3b) des U nahe bei den einander gegenüberliegenden Seitenwänden (1a) des Ge¬ häuses (1) befinden.
25. Thermobimetallschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (5) nach Art einer Wippe auf der Kontaktfeder (4) angebracht ist.
Description:
Thermobimetallschalter

Beschreibung:

Die Erfindung geht aus von einem Thermobimetallschalter, der in der DE 195 09 656 C2 offenbart ist. Der bekannte Thermobimetallschalter hat in einem Gehäuse einen isolierenden Träger, in welchen ein metallischer Träger eingebettet ist, wel¬ cher eine Kontaktfeder aus einem Bimetall trägt. Die Kontaktfeder ist an ihrem ei¬ nen Ende mit einem Kontaktstück versehen und an ihrem gegenüberliegenden, festliegenden Ende mit einer aus dem Gehäuse herausführenden Zuleitung ver¬ bunden. Von einem zweiten Kontaktstück, welches dem ersten, an der Kontaktfe¬ der angebrachten Kontaktstück gegenüberliegt, führt eine zweite Zuleitung aus dem Gehäuse heraus.

Ein solcher Thermobimetallschalter dient dem Schutz von elektrischen Geräten, Motoren, Transformatoren und dergleichen gegen Überhitzung. Er soll öffnen, wenn die Temperatur an seinem Einsatzort einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Dieser Grenzwert wird nachfolgend als die Schalttemperatur bezeich¬ net. Damit der Thermobimetal Ischalter eine wohldefinierte Schalttemperatur hat, ist die Kontaktfeder in einem Bereich zwischen ihrem festliegenden Ende und ih¬ rem Kontaktstück durch einen Prägevorgang ballig geformt. Das hat zur Folge, dass der ballig geformte Bereich seine Krümmung nicht stetig ändern kann, son¬ dern nur sprunghaft, wenn sich durch Temperaturänderung in der Kontaktfeder eine von der Gestalt der Kontaktfeder und von ihren elastischen Eigenschaften bestimmte mechanische Mindestspannung aufgebaut hat. Aus Sicherheitsgrün¬ den sind für die Schalttemperatur vorgegebene Toleranzgrenzen einzuhalten.

Bei dem bekannten Thermobimetal Ischalter fließt der Strom, welcher von dem zu überwachenden elektrischen Gerät verbraucht wird, über die Kontaktfeder. Dabei wird in der Kontaktfeder Wärme erzeugt, die von der Stromstärke und dem ohm- schen Widerstand der Kontaktfeder abhängt. Das ist für manche Anwendungen nachteilig, weil durch die in der Kontaktfeder erzeugte Stromwärme eine Tempe- ratur vorgetäuscht werden kann, welche höher ist als die Temperatur an dem zu überwachenden Einsatzort des elektrischen Gerätes. Es kann deshalb zu uner¬ wünschten Auslösungen des Thermobimetallschalters kommen. Das Problem wird dadurch verschärft, dass es in der Elektrotechnik eine Entwicklung zu immer höheren Leistungsdichten gibt. Bei Thermobϊmetallschaltem bedeutet das, dass durch immer kleinere Leitungsquerschnitte, und dazu zählt auch der Querschnitt einer Bimetallkontaktfeder, immer größere elektrische Ströme und Wärmeströme geleitet werden müssen. Das Problem wird außerdem dadurch verschärft, dass höhere Leistungsdichten aus Sicherheitsgründen gleichzeitig eine höhere Zuver¬ lässigkeit der Thermobimetallschalter erfordern. Gleichzeitig werden von dem für die Entwicklung von Thermobimetallschaltern zuständigen Fachmann Lösungen verlangt, die nach Möglichkeit nicht teurer, sondern billiger sind als bekannte Lösungen.

Um trotz kleiner werdender Leitungsquerschnitte und höherer Leistungsdichten ein zuverlässiges Schaltverhalten zu erreichen, ist es bekannt, zwischen den beiden unterschiedlich zusammengesetzten Schichten der Bimetallkontaktfeder, die infolge ihres unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten bei einer Temperaturänderung den Schaltvorgang herbeiführen und meist einen verhältnis¬ mäßig hohen elektrischen Widerstand haben, eine Zwischenschicht aus einem elektrisch gut leitenden Metall vorzusehen, insbesondere aus Kupfer. Das soll die elektrische Leitfähigkeit der Kontaktfeder erhöhen, ohne die Schalttemperatur zu verändern. Durch diese Maßnahme kann man den Einfluß der Stromwärme auf das Ansprechen des Thermobimetal Ischalters zwar mildern, aber nicht beseiti¬ gen. Leider handelt es sich dabei jedoch um eine teure Maßnahme, weil die Kon- taktfeder nicht mehr aus einem Bimetall besteht, sondern aus einem Trimetall, und weil sich die Kontaktfeder durch den dreischichtigen Aufbau in ihren mecha¬ nischen Eigenschaften nachteilig verändert.

Ein weiteres Problem ergibt sich dadurch, dass als Folge einer fortschreitenden Miniaturisierung unvermeidliche Fertigungstoleranzen bei der Kontaktfeder und Unregelmäßigkeiten in der durch Prägen gebildeten Form der Kontaktfeder inner¬ halb einer Serie von Thermobimetallschaltern zu einer Streuung der Schalttem¬ peraturen führen, die um so größer wird, je kleiner die Thermobimetallschaiter werden. Zwar könnte man dem dadurch begegnen, dass man die Schalttempera¬ turen aller Thermobimetallschaiter einer Serie mißt und durch Sortieren der Ther- mobimetal Ischalter die Streuung innerhalb einer Lieferung verkleinert, doch ist das eine außerordentlich unwirtschaftliche Maßnahme.

Bekannt sind auch Thermobimetallschaiter, bei denen die Kontaktfeder nicht aus einem Thermobimetall besteht, sondern aus einer gut leitfähigen, federharten Ei¬ sen- oder Kupferlegierung, und bei denen zur Betätigung der Kontaktfeder eine gesonderte Bimetallschnappscheibe vorgesehen ist, welche lose an der Untersei¬ te oder Oberseite der Kontaktfeder angeordnet ist, so dass der mit dem Thermo¬ bimetallschaiter zu schaltende Strom im wesentlichen nicht über das Thermobi¬ metall fließt. Ein solcher Thermobimetallschaiter ist zum Beispiel aus der EP 0 246255 B1 bekannt. Bei einem solchen Thermobimetallschaiter ist zwar das Schaltelement (die Bimetallschnappscheibe) vom stromführenden Element (der Kontaktfeder) des Thermobimetallschalters weitgehend entkoppelt, doch erfordert ein solcher Schalter einen größeren Aufwand bei der Herstellung seiner Teile und bei seiner Montage, weil die gesondert herzustellende Bimetallschnapp- scheibe zum Beispiel zwischen gesondert zu stanzende und zu biegende Haken und Laschen der Kontaktfeder eingesetzt und gesichert werden muß.

Weiterhin sind aus der DE 19827 113 A1 Thermobimetallschalter bekannt, wel¬ che ein im Grundriß kreisförmiges metallisches Gehäuse mit einem isolierenden Deckel haben, an dessen Innenseite in diagonaler Anordnung zwei Kontaktstük- ke fest angeordnet sind. Den Kontaktstücken liegt ein Kontaktteller gegenüber, welcher als Kontaktbrücke wirkt und zusammen mit einer Bimetallschnappschei¬ be und einer zwischen dieser und dem Kontaktteller angeordneten Federscheibe betätigbar ist. Der Kontaktteller, die Federscheibe und die Bimetallschnappschei- be sind zentrisch miteinander vernietet und dadurch im Gehäuse festgelegt, dass die Federscheibe mit Ihrem Rand zwischen zwei Gehäuseteilen eingespannt ist. Bei diesen bekannten Thermobimetallschaltem sind zwar die Stromleitung und die Bimetallscheibe weitgehend voneinander entkoppelt, doch ist ein solcher Schalter wegen des gewählten Aufbaus und der größeren Anzahl der für seine Funktion erforderlichen Teile in der Herstellung seiner Teile und bei der Montage verhältnismäßig aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie ein Thermobimetallschalter mit einer an einem Ende festgelegten Kontaktfe¬ der aus einem Thermobimetall so verbessert werden kann, dass er aus einer mi¬ nimalen Zahl von Bauteilen in geringer Größe preiswert hergestellt werden kann und zugleich ein zuverlässiges Schaltverhalten zeigt, welches von der im Ther¬ mobimetallschalter erzeugten Stromwärme weitgehend unbeeinflusst ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Thermobimetallschalter mit dem im Pa¬ tentanspruch 1 angegeben Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin¬ dung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Thermobimetallschalter hat einen elektrisch isolierenden Träger, eine vom Träger getragene Kontaktfeder aus einem Bimetall, welche min¬ destens in einem Teilbereich so geformt ist, dass sie bei Überschreiten ihrer Schalttemperatur sprunghaft ihre Krümmung ändert, zwei vom isolierenden Trä¬ ger gehaltene elektrische Zuleitungen, welche zu zwei voneinander und von der Kontaktfeder getrennten Kontaktstücken führen, und eine Kontaktbrücke, welche den beiden Kontaktstücken gegenüberliegend auf der Kontaktfeder angebracht ist.

Das hat wesentliche Vorteile: ♦ Der Thermobimetallschalter besteht aus einer minimalen Anzahl von Bauteilen, nämlich aus zwei Zuleitungen, die zu zwei Kontaktstücken führen, aus einer Kontaktfeder aus einem Thermobimetall und aus einem elektrisch isolierenden Träger, welcher diese drei Elemente trägt. Es scheint nicht möglich zu sein, mit weniger Einzelteilen auszukommen. ♦ Die geringe Anzahl von Einzelteilen begünstigt eine rationelle, automatisierungsgerechte Fertigung. ♦ Der elektrisch isolierende Träger kann preiswert durch Spritzgießen aus Kunststoff geformt werden. ♦ Die Zuleitungen und die Kontaktfeder können in den isolierenden Träger eingebettet werden, insbesondere dadurch, dass sie mit Kunststoff umspritzt werden. Es ist aber auch möglich, den isolierenden Träger aus zwei miteinander zu verbindenden Teilen herzustellen, zwischen welchen die Zuleitungen und die Kontaktfeder zum Beispiel durch Verrasten formschlüssig fixiert werden. Die beiden Teile des isolierenden Trägers können untereinander gleich ausgebildet sein, so dass sie sich Symmetrisch zusammenfügen lassen. ♦ Die Zuleitungen mit ihren Kontaktstücken und die Bimetallkontaktfeder können aus vorgestanztem bandförmigem Halbzeug gebildet werden. Das ist für eine automatisierte Fertigung günstig. Die Kontaktstücke und die Kontaktbrücke können bereits auf dem bandförmigen Halbzeug durch Nieten, Löten oder Schweißen befestigt werden. So kann man zum Beispiel ein Bimetallband durchgehend durch Rollnahtschweißen mit einem Kontaktprofil für die Kontaktbrücke versehen. Aus einem solchen Halbzeug lassen sich anschließend durch Prägen und Stanzen einzelne Kontaktfedern bilden. Entsprechend lassen sich die Zuleitungen zu den Kontaktstücken aus einem bandförmigen Halbzeug bilden. Für die Herstellung der Zuleitungen können aber auch einzelne Kontaktstücke auf das Halbzeug geschweißt, gelötet oder genietet werden. Für das Schalten geringerer Ströme geeignete Kontaktschichten können durch galvanische Metallbeschichtung gebildet werden. ♦ Obwohl der erfindungsgemäße Thermobimetallschalter eine Thermobimetallkontaktfeder hat, welche die zu schaltenden Ströme direkt schaltet, beeinflußt der durch den Schalter fließende Strom das Schaltverhalten praktisch nicht, weil der Strom im wesentlichen auf kürzestem Wege von dem einen Kontaktstück über die Kontaktbrücke zu dem anderen Kontaktstück fließt und die Kontaktbrücke ohne Rücksicht darauf, woraus die Thermobimetallkontaktfeder besteht, aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff, insbesondere auf der Basis von Kupfer oder Silber, bestehen und ohne nachteilige Folgen für das Schaltverhalten der Bimetallkontaktfeder selbst im Falle einer Miniaturisierung des Schalters einen hinreichend großen Leitungsquerschnitt haben kann. ♦ Anders als bei einer mittig gehaltenen Bimetallschnappscheibe kann in einem erfindungsgemäßen Thermobimetallschalter eine Kontaktfeder verwendet werden, welche an einem Ende festgelegt ist und am gegenüberliegenden Ende den Schalter öffnet oder schließt. Beim Öffnen des Schalters erzielt man dadurch einen größeren Kontaktabstand als man ihn bei Verwendung einer gleich langen, mittig befestigten Schnappscheibe erzielen kann. Das ist für miniaturisierte Schalter, bei denen kurze Kontaktfedern angestrebt werden, von besonderer Bedeutung.

In dem erfindungsgemäßen Thermobimetallschalter kann die Kontaktfeder auf ei¬ ne bekannte Weise geformt, insbesondere durch Prägen ausgebuchtet sein, um zu erreichen, dass sie bei Überschreiten ihrer Schalttemperatur sprunghaft ihre Krümmung ändert. Diese Formgebung findet zweckmäßigerweise nur in einem mittleren Teilbereich der Kontaktfeder statt. Die Kontaktbrücke wird vorzugsweise außerhalb des infolge seiner Formgebung sprunghaft seine Krümmung ändern¬ den Bereiches auf der Kontaktfeder angeordnet, am besten unmittelbar am be- weglichen Ende der Kontaktfeder.

Als Kontaktbrücke eignet sich besonders ein Profilabschnitt aus einem elektrisch gut leitenden Kontaktwerkstoff, insbesondere auf der Basis von Kupfer oder Sil¬ ber. Die Kontaktbrücke wird zweckmäßigerweise durch Nieten, Schweißen oder Löten auf der Kontaktfeder befestigt, vorzugsweise bereits im Zuge der Fertigung eines bandförmigen Halbzeuges, aus welchem die mit einer Kontaktbrücke verse¬ henen Kontaktfedern durch Prägen, Stanzen und gegebenenfalls durch Biegen gebildet werden. Die Kontaktbrücke muß aber nicht starr auf der Kontaktfeder be¬ festigt sein. Sie kann auch nach Art einer Wippe auf der Kontaktfeder angebracht sein, indem sie mittig mit etwas Spiel mit der Kontaktfeder verbunden ist, zum Beispiel mittels einer Klammer oder einem Niet. Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie Fehljustierungen der Kontaktbrücke und/oder der Kontakt¬ stücke ausgleichen und sicherstellen kann, dass die Kontaktbrücke beiden Kon¬ taktstücken gleich gut anliegt.

Die Kontaktfeder kann mit ihrem festliegenden Ende unmittelbar an dem isolie- renden Träger befestigt sein. Eine solche Ausführungsform eignet sich besonders für luftoffene Schalter, deren Schaltwerk nicht durch ein Gehäuse geschützt ist. Für Thermobimetallschalter, in denen sich das Schaltwerk in einem Gehäuse be¬ findet, wird es bevorzugt, die Kontaktfeder nicht unmittelbar, sondern nur mittelbar an dem elektrisch isolierenden Träger zu befestigen, insbesondere so, dass die Kontaktfeder mit ihrem von der Kontaktbrücke entfernten Ende durch Schweißen, Löten, Klammern, Crimpen oder Nieten mit einem metallischen Trä¬ ger verbunden ist, welcher seinerseits von dem isolierenden Träger gehalten ist. Der metallische Träger sollte sich durch eine größere Steifigkeit auszeichnen, als sie die Kontaktfeder hat, damit das Schaltverhalten und der Schaltweg nicht durch unbeabsichtigtes Verbiegen des metallischen Trägers beeinflußt werden. Der metallische Träger selbst wird mit einem Teil von sich zweckmäßigerweise in den isolierenden Träger so eingebettet, dass er darin fest verankert ist.

Vorzugsweise wird der metallische Träger an zwei voneinander einen Abstand aufweisenden Stellen fest mit dem isolierenden Träger verbunden. Das verleiht dem metallischen Träger eine verbesserte Biegesteifigkeit und Verwindungsstei- figkeit. Die kann noch dadurch verbessert werden, dass der metallische Träger in der Draufsicht U-förmig ausgebildet ist und die beiden Schenkel des U an dem isolierenden Träger befestigt, insbesondere eingebettet sind. Besonders günstig ist es, wenn die Schenkel eine gegenüber der Basis des U abgewinkelte Oberflä¬ che haben und das festliegende Ende der Kontaktfeder an der die Schenkel ver¬ bindenden Basis des U angebracht ist.

Die Schenkel des U verlaufen vorzugsweise an den seitlichen Wänden eines fla- chen Gehäuses und können dessen Formstabilität gegen Druck von außen erhö¬ hen, was bei einigen Anwendungsfällen von Thermobimetallschaltern von Bedeu¬ tung ist.

Die Verwendung eines metallischen Trägers für die Bimetallkontaktfeder hat den weiteren Vorteil, dass das feste Ende der Kontaktfeder an dem vom isolierenden Träger entfernten Ende des Gehäuses angeordnet werden kann, wohingegen das freie Ende der Kontaktfeder mit der Kontaktbrücke in der Nähe des isolieren¬ den Trägers liegt. Das erleichtert es, die beiden Kontaktstücke, mit denen die Kontaktbrücke zusammenarbeiten soll, an wohldefinierten Stellen zu positionieren, für welche man nur noch außerordentlich kurze Zuleitungen benö¬ tigt, die nur noch mit einem kurzen Stummel über den isolierenden Träger vorste¬ hen müssen. Dadurch erhält man auch im Falle von miniaturisierten Schaltern sehr stabile Anordnungen. Außerdem ist bei kurzen Zuleitungen eine fehlerhafte Positionierung der Kontaktstücke eher unwahrscheinlich, wodurch eine automati¬ sierte Fertigung begünstigt wird.

Das Gehäuse des Thermobimetallschalters kann aus Metall oder aus Kunststoff bestehen. Ein metallisches Gehäuse ist bevorzugt. Für den metallischen Träger der Kontaktfeder ist es bevorzugt, dass er gegenüber dem Gehäuse isoliert ist. Die Erfindung erlaubt aber auch eine Ausführungsform, in welcher der metalli¬ sche Träger der Kontaktfeder das metallische Gehäuse berührt oder auf andere Weise elektrisch leitend mit ihm verbunden ist. Der Vorteil davon ist, dass es die Verwendung des Bimetalltemperaturschalters in einer Sternschaltung ermöglicht, in welcher eine elektrische Kontaktgabe nicht nur an den zu den beiden festen Kontaktstücken des Schalters führenden Zuleitungen erfolgt, sondern auch am Gehäuse.

Die Zuleitungen zu den Kontaktstücken sind zweckmäßigerweise ebenso in den isolierenden Träger eingebettet wie die Schenkel des metallischen Trägers. Vor¬ zugsweise ist der Schalter bezüglich der beiden Kontaktstücke bzw. der sie tra- genden elektrischen Zuleitungen spiegelsymmetrisch aufgebaut.

Bei einem mit Gehäuse versehenen Schalter dient der elektrisch isolierende Trä¬ ger zweckmäßigerweise zugleich zum Verschließen des Gehäuses, indem er in dieses von einem Ende her eingeschoben und festgelegt wird. Er kann zum Bei¬ spiel durch Verkleben, durch Klemmen, durch Bördeln des Randes des Gehäu- ses gegen den isolierenden Träger oder durch Ultraschallschweißen festgelegt werden. Ergänzend ist ein Versiegeln des Gehäuses durch Vergießen einer nach dem Einsetzen des elektrisch isolierenden Trägers gegebenenfalls noch verblei¬ benden Öffnung des Gehäuses mittels einer aushärtenden Versiegelungsmasse möglich. In Fällen, in denen es auf ein Versiegeln nicht ankommt, kann der Schalter auch, wie an sich bekannt, lediglich mittels eines aufgeschrumpften Schrumpfschlauchabschnittes geschützt werden, welcher auch Schutz gegen das Berühren von elektrische Spannung führenden Anschlüssen bietet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen darge¬ stellt. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in den Beispielen mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schalter in einer Draufsicht auf sein Schaltwerk bei geschnittenem Gehäuse,

Figur 2 zeigt einen Längsschnitt gemäß Schnittlinie H-Il durch den in Figur 1 dargestellten Schalter, wobei die Kontakte geschlossen sind,

Figur 3 zeigt die Darstellung entsprechend Figur 2 bei geöffneten Kontakten,

Figur 4 zeigt eine Abwandlung des Schalters aus Figur 1 in einem Quer- schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Figur 1 bei geschlossenem Schalter,

Figur 5 zeigt einen Schnitt entsprechend Figur 4, jedoch bei offenem Schal¬ ter und

Figur 6 zeigt ein drittes Beispiel eines erfindungsgemäßen Schalters in ei- ner Darstellung entsprechend der Figur 1.

Den Thermobimetal Ischalter zeigen die Figuren 1 bis 3 stark vergrößert (Maßstab ungefähr 10:1). Er hat ein flaches Gehäuse 1, welches aus Metall oder Kunststoff bestehen kann und an einem Ende eine Öffnung hat, welche durch einen isolierenden Träger 2 verschlossen ist. Bei dem isolierenden Träger 2 handelt es sich um ein Formteil aus Kunststoff, welches einen außerhalb des Gehäuses 1 liegenden Flansch 2a und ein formschlüssig in das Gehäuse 1 eingreifendes In¬ nenteil 2b hat. Der Flansch 2a schlägt am Rand der Öffnung des Gehäuses 1 an. Das Innenteil 2b hat seitliche Fortsätze 2c, welche den niedrigen Seitenwänden 1a des Gehäuses 1 anliegen.

Im Gehäuse 1 ist ein metallischer Träger 3 angeordnet, welcher in der Draufsicht im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Demgemäß hat er eine Basis 3a und zwei von dieser Basis 3a ausgehende Schenkel 3b. Außerdem geht von der Ba- sis 3a mittig ein stummeiförmiger Fortsatz 3c aus, und zwar in einer der Richtung der Schenkel 3b entgegengesetzten Richtung. An dem Fortsatz 3c sind durch Lö¬ ten oder Schweißen eine Kontaktfeder 4 aus einem Bimetall, welche sich parallel zu den Schenkeln 3b in deren Richtung erstreckt, sowie ein Trimmbügel 10 befe¬ stigt, welcher verzichtbar ist. Anstatt durch Löten oder Schweißen könnte die Kontaktfeder 4 auch durch Nieten, Klemmen oder Crimpen befestigt sein. Der metallische Träger 3 kann durch Stanzen und Biegen aus einem Blech gebildet sein. Seine Schenkel 3b sind gegenüber der Basis 3a um einen rechten Winkel abgebogen, verlaufen parallel zu den Seitenwänden 1a des Gehäuses 1 und er¬ strecken sich im Bereich der Fortsätze 2c in den isolierenden Träger 2 hinein, in welchen sie eingebettet und vorzugsweise durch Hinterschnitte, welche an den eingebetteten Abschnitten der Schenkel 3b ausgebildet sind, in den Fortsätzen 2c verankert sind. Der isolierende Träger 2 und der metallische Träger 3 bilden auf die beschriebene Weise eine stabile Baugruppe, welche sich besonders gut als Grundlage für den Aufbau des Schaltwerkes des Thermobimetallschalters eignet.

Die Kontaktfeder 4 ist an ihrem beweglichen Ende mit einer Kontaktbrücke 5 ver¬ sehen, welche sich quer zur Längsrichtung der Schenkel 3b und der Kontaktfeder 4 erstreckt und durch Nieten, Löten oder Schweißen auf der Kontaktfeder befe¬ stigt ist. Im mittleren Bereich der Kontaktfeder 4, zwischen dem stummeiförmigen Fortsatz 3c und dem beweglichen Ende, an welchem sich die Kontaktbrücke 5 befindet, ist die die Kontaktfeder 4 mit einer balligen Prägung 4a von annähernd kreisförmigem Umriss 4b versehen. Durch diese Formgebung erreicht man, dass sich der Thermobimetallschalter bei einem Überschreiten seiner Schalttempera- tur sprunghaft öffnet oder schließt. Anstelle der dargestellten balligen Prägung 4a kann der Kontaktfeder 4 auch eine anders geformte Ausbuchtung eingeprägt wer¬ den, wenn diese nur bei Überschreiten der Schalttemperatur zu einer sprunghaf¬ ten Änderung der Krümmung der Kontaktfeder 4 führt; zum Beispiel kann die Ausbuchtung im Schnitt quer zur Oberfläche der Kontaktfeder einen trapezförmi- gen Verlauf haben.

Der Kontaktbrücke 5 liegen zwei Kontaktstücke 6 und 7 gegenüber. Der isolieren¬ de Träger 2 trägt diese beiden Kontaktstücke 6 und 7 getrennt voneinander, in¬ dem zwei metallische, aus Blech gebildete Zuleitungen 8 und 9 so in den Träger 2 eingebettet sind, dass sie jeweils mit ihren beiden Enden aus dem Träger 2 herausragen. Auf den in das Gehäuse 1 ragenden Abschnitten der Zuleitungen 8 und 9 befinden sich die beiden Kontaktstücke 6 und 7. Auf der gegenüberliegen¬ den Seite des isolierenden Trägers 2 bilden die beiden Zuleitungen 8 und 9 je¬ weils eine Anschlußfahne 8a und 9a, an welchen später zum Beispiel flexible An¬ schlußleitungen befestigt werden können.

Der dargestellte Schalter läßt sich in miniaturisierter Ausführung herstellen. Er besteht aus einer minimalen Anzahl von Einzelteilen, die für einen automatisier¬ ten Zusammenbau günstig sind. Selbst bei miniaturisierter Bauweise beeinflusst der durch den Schalter fließende Strom das Schaltverhalten praktisch nicht.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform des in den Figu- ren 1 bis 3 dargestellten Schalters. Die Abwandlung besteht darin, dass die Kon¬ taktbrücke 5 nicht starr mit der Kontaktfeder 4 verbunden ist, sondern nach Art ei¬ ner Wippe. Zu diesem Zweck hat die in der Draufsicht rechteckige Kontaktbrücke 5 an ihrer der Kontaktfeder 4 zugewandten Seite mittig einen Ansatz 5a mit einem pilzförmigen Fortsatz 5b, welcher aus einem Hals 5c und einem Kopf 5d besteht. Der Hals 5c ist in einem dazu passenden Loch 4c mit etwas Spiel gefan¬ gen. Das Loch 4c und der Hals 5c haben eine von der Kreisform abweichende Umrissgestalt; sie haben vorzugsweise einen rechteckigen Umriss, so dass sich die Kontaktbrücke 5 auf der Kontaktfeder 4 nicht drehen kann. Die Kontaktbrücke 5 kann zum Beispiel an der Kontaktfeder 4 angebracht werden, indem man zu¬ nächst nur den Hals 5c an dem Ansatz 5b ausbildet, ihn in das in die Kontaktfe¬ der 4 gestanzte Loch 4c steckt und danach mittels eines Verformungswerkzeu¬ ges, welches ein Gesenk mit einer die Form des Kopfes 5d bestimmenden Kontur hat, ähnlich wie bei Nieten den Kopf 5d formt.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich Fehlausrichtungen zwischen der Kontaktbrücke 5 und den beiden Kontaktstücken 6 und 7 in der Art, wie sie in Figur 5 dargestellt ist, infolge der möglichen Wippbewegung selbsttätig ausglei¬ chen können, so dass es auf jeden Fall zu einer vollflächigen Kontaktgabe der Kontaktbrücke 5 mit den beiden Kontaktstücken 6 und 7 kommt, wie in Figur 4 dargestellt.

Das in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel darin, dass aus den Schenkeln 3b des metallischen Trägers 3 jeweils eine Zunge 3d ausgeschnitten ist. Die beiden Zungen 3d sind nach außen gebogen und liegen den Seitenwän¬ den 1a des Gehäuses 1, welches in diesem Fall aus Metall besteht, mit mechani¬ scher Vorspannung an, so dass der metallische Träger 3 und das Gehäuse 1 stets auf demselben elektrischen Potential liegen. Das ermöglicht die Verwen¬ dung des Thermobimetallschalters in einer Sternschaltung, in welcher eine elek- trische Kontaktgabe nicht nur an den beiden Anschlußfahnen 8a und 9a, sondern auch am Gehäuse 1 erfolgt. Bezugszahlenliste:

1. Gehäuse 1a. Seitenwände 2. Träger 2a. Flansch 2c. Innenteil 2b. Fortsatz 3. Träger 3a. Basis 3b. Schenkel 3c. Fortsatz 3d. Zunge 4. Kontaktfeder 4a. Prägung 4b. Umriss 4c. Loch 5. Kontaktbrücke 5a. Ansatz 5b. pilzförmiger Fortsatz 5c. Hals 5d. Kopf 6. Kontaktstück 7. Kontaktstück 8. Zuleitung 8a. Anschlußfahne 9. Zuleitung 9a. Anschlußfahne 10. Trimmbügel