[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter mit einem ein temperaturabhängiges
Schaltwerk aufnehmenden Gehäuse, das ein elektrisch leitendes Unterteil sowie ein
das Unterteil verschließendes und daran befestigtes, elektrisch isolierendes Deckelteil
umfasst, an dessen Innenseite ein erster, nach außen durchkontaktierter Gegenkontakt
für das Schaltwerk vorgesehen ist, wobei das Unterteil als zweiter Gegenkontakt des
Schaltwerkes dient, das in Abhängigkeit von seiner Temperatur eine elektrisch leitende
Verbindung zwischen den beiden Gegenkontakten herstellt, bei dem an dem Deckelteil
eine erste Anschlusselektrode unverlierbar angeordnet ist, die elektrisch mit dem
ersten Gegenkontakt verbunden ist, sowie eine zweite Anschlusselektrode unverlierbar
angeordnet ist, die infolge der Befestigung des Deckelteiles an dem Unterteil elektrisch
mit dem Unterteil verbunden ist.
[0002] Ein derartiger Schalter ist aus der DE 31 22 899 C2 bekannt.
[0003] Bei einem aus der DE 37 10 672 A1 bekannten Schalter weist das Gehäuse ein aus Metall
gefertigtes Unterteil sowie ein das Unterteil verschließendes Deckelteil auf, das
aus Isoliermaterial gefertigt ist. In diesem Gehäuse ist das Schaltwerk angeordnet,
das eine Federscheibe umfasst, die ein bewegliches Kontaktteil trägt. Die Federscheibe
arbeitet gegen eine Bimetall-Schnappscheibe, die über das bewegliche Kontaktteil gestülpt
ist. Unterhalb der Schalttemperatur drückt die Federscheibe, die sich am Boden des
Unterteils abstützt, das bewegliche Kontaktteil gegen einen Gegenkontakt, der innen
am Deckelteil vorgesehen ist und sich nach Art eines Nietes durch den Deckel hindurch
nach außen erstreckt. Der Boden des Unterteiles dient als weiterer Gegenkontakt für
das Schaltwerk.
[0004] Das Deckelteil ist durch einen Bördelrand des Unterteiles an diesem unverlierbar
gehalten. Der elektrische Anschluss erfolgt einerseits über die Außenseite des Unterteiles
und andererseits über den außenliegenden Kopf des durch den Deckel gehenden Nietes.
[0005] Da die Federscheibe selbst aus elektrisch leitendem Material gefertigt ist, sorgt
sie unterhalb der Ansprechtemperatur des Schaltwerkes für eine niederohmige, elektrisch
leitende Verbindung zwischen dem Gegenkontakt an dem Deckelteil und dem Gegenkontakt
an dem Unterteil. Wird jetzt die Temperatur des Schaltwerkes erhöht, so schnappt die
Bimetall-Schnappscheibe plötzlich um und drückt das bewegliche Kontaktteil gegen die
Kraft der Federscheibe von dem Gegenkontakt des Deckelteils weg, so dass die elektrische
Verbindung unterbrochen wird.
[0006] Derartige Schalter werden allgemein zur Temperaturüberwachung von elektrischen Geräten
eingesetzt und auch Thermoschalter genannt. Solange die Temperatur des elektrischen
Gerätes eine bestimmte Ansprechtemperatur nicht überschreitet, bleibt der Schalter
geschlossen, der zu diesem Zweck in Reihe mit dem zu schützenden Verbraucher geschaltet
ist. Erhöht sich nun die Temperatur des Verbrauchers über die Ansprechtemperatur hinaus,
so schnappt die Bimetall-Schnappscheibe um und unterbricht so den Stromfluss zu dem
Verbraucher.
[0007] Bei dem bekannten Schalter ist von Nachteil, dass seine Fertigung relativ aufwändig
ist. Dies liegt vor allem daran, dass nach der Fertigung des Deckelteiles anschließend
der Gegenkontakt an dem Deckelteil befestigt werden muss, wobei gleichzeitig für die
elektrisch leitende Verbindung durch das Deckelteil hindurch nach außen zu sorgen
ist. Dies geschieht nach Art eines Nietes, der außerhalb des Deckels in einen Kopf
übergeht, an den Litzen, Crimpanschlüsse etc. angelötet werden können. Diese Montage
des Gegenkontaktes am Deckelteil ist nur manuell möglich und damit sehr kostenintensiv.
[0008] An den Bördelrand des Unterteiles kann jetzt als zweiter Anschluss eine Litze angelötet
werden, wobei es auch möglich ist, an den äußeren Boden des Unterteiles einen Crimpanschluss
anzuschweißen. Auch diese Maßnahmen sind in der Regel nur manuell durchzuführen, so
dass auch sie sehr kostenintensiv sind.
[0009] Ein weiterer Nachteil des bekannten Schalters liegt darin, dass er wegen des aus
Isoliermaterial gefertigten Deckelteiles nicht sehr druckstabil ist, so dass er für
Anwendungen nicht geeignet ist, wo er hohe Drücke aufnehmen muss. Dies ist z.B. bei
der Anordnung des Schalters in Motorwicklungen der Fall.
[0010] Ein druckstabilerer Schalter ist aus der DE 21 21 802 A1 bekannt. Dieser Schalter
beinhaltet in seinem Gehäuse ebenfalls ein wie oben beschriebenes temperaturabhängiges
Schaltwerk. Das Gehäuse dieses Schalters umfasst ein Deckelteil sowie ein Unterteil,
die beide topfartig ausgebildet und aus elektrisch leitendem Material gefertigt sind.
Sowohl an das Oberteil als auch an das Unterteil sind einstückig Crimpanschlüsse angeformt,
wobei sich der Crimpanschluss des Unterteiles durch eine entsprechende Ausklinkung
in der Wand des Oberteiles nach außen erstreckt. Zwischen dem Oberteil und dem Unterteil
ist eine Isolierfolie angeordnet, um die beiden Gehäuseteile elektrisch gegeneinander
zu isolieren.
[0011] Das temperaturabhängige Schaltwerk kontaktiert nun einerseits über die Federscheibe
das Unterteil und andererseits über das bewegliche Kontaktteil das Deckelteil, so
dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Crimpanschlüssen besteht,
solange die Temperatur des Schaltwerkes unterhalb der Ansprechtemperatur liegt. Erhöht
sich die Temperatur des Schaltwerkes, so wird diese elektrische Verbindung in oben
beschriebener Weise unterbrochen.
[0012] Auch bei diesem Schalter ist die Endmontage wegen der einzulegenden Isolierfolie
sehr aufwändig und daher nur manuell durchzuführen. Diese manuelle Endmontage ist
nicht nur lohnintensiv, sie führt auch zu Montagefehlern und damit zu einem hohen
Ausschuss.
[0013] Bei dem aus der DE 37 10 672 A1 bekannten Schalter ist also vor allem von Nachteil,
dass er nicht druckfest ist, nicht vollautomatisch gefertigt werden kann und im übrigen
wegen des Bördelrandes nicht zuverlässig staubdicht abgedichtet ist. Der aus der DE
21 21 802 A1 bekannte Schalter ist wegen des ganz aus Metall gefertigten Gehäuses
zwar druckfester und zudem besser abgedichtet, ist aber wegen der zusätzlich erforderlichen
Isolierfolie noch weniger für eine automatische Fertigung geeignet.
[0014] Der aus der eingangs erwähnten, gattungsbildenden DE 31 22 899 C2 bekannte Schalter
umfasst zwei in seinen Deckel eingegossene Anschlusselektroden, von denen sich eine
stegartig bis zur Mitte des Deckelteiles erstreckt und dort einen angeschweißten Kontakt
trägt. Die zweite Anschlusselektrode ist T-förmig ausgebildet, wobei die äußeren Enden
des Querbalkens um das Deckelteil herum nach unten gebogen werden müssen, so dass
sie beim Aufsetzen des Deckelteiles auf das Gehäuseunterteil mit diesem in Kontakt
gelangen. Bei dem bekannten Schalter ist zum einen die komplizierte und unsichere
Kontaktierung zwischen Deckelteil und Unterteil von Nachteil, die eine automatische
Fertigung nicht zulässt. Weiter ist der Deckel mechanisch relativ instabil, da große
Freiräume erforderlich sind. Der bekannte Schalter kann aus beiden Gründen nur von
Hand zusammengesetzt werden.
[0015] Aus der DE 89 08 999 U1 ist ferner ein Schalter mit einem temperaturabhängigen Schaltwerk
bekannt, bei dem das Gehäuseunterteil durch Laschen an dem Deckelteil befestigt ist.
Die Laschen dienen jedoch nicht der Kontaktierung.
[0016] Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vollautomatisch
zu fertigenden, anschlussfertigen Schalter zu schaffen, der konstruktiv einfach aufgebaut
und leicht an einem zu schützenden Gerät zu montieren ist. Ferner sollte der neue
Schalter staubdicht abgedichtet sein.
[0017] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Schalter dadurch gelöst,
dass an dem Unterteil nach oben weisende, umgebogene Laschen vorgesehen sind, die
das Deckelteil halten und die zweite Anschlusselektrode kontaktieren.
[0018] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise jeweils vollkommen
gelöst.
[0019] Die Endmontage des neuen Schalters ist jetzt nämlich vollständig automatisierbar,
da das Deckelteil mit den beiden Anschlusselektroden vorgefertigt werden kann und
eine hinreichende Stabilität für automatische Fertigung aufweist. Das Schaltwerk muss
dann lediglich noch in das Unterteil eingelegt und das Deckelteil auf dieses aufgesetzt
werden, bevor Unterteil und Deckelteil dann miteinander befestigt werden, wodurch
gleichzeitig die Verbindung zwischen dem Unterteil und der zweiten Anschlusselektrode
hergestellt wird. Diese kann z.B. als Ring ausgebildet sein und an der Unterseite
des Deckelteiles angeordnet werden sowie eine nach außen weisende Schweißfahne aufweisen.
Nach dem Aufsetzen des Deckels auf einen Rand oder eine Schulter des Unterteiles liegt
somit die zweite Anschlusselektrode auf diesem Rand oder dieser Schulter auf, so dass
beim Befestigen des Deckelteiles an dem Unterteil automatisch die elektrische Verbindung
zwischen zweiter Anschlusselektrode und Unterteil hergestellt wird.
[0020] Wegen der nach oben weisenden Laschen ergibt sich eine sichere und einfache, automatische
Fertigung.
[0021] Vorzugsweise ist dabei die zweite Anschlusselektrode in dem Deckelteil als Ringsegment
ausgebildet, in das sich die erste Anschlusselektrode hinein erstreckt.
[0022] Da jetzt beide Anschlusselektroden mechanisch an dem Deckelteil angeordnet sind,
erleichtert sich die Montage des Schalters an einem zu schützenden Gerät erheblich,
da die Außenanschlüsse der Anschlusselektroden jetzt in einer Ebene liegen können,
sich zumindest aber auf gleicher Höhe befinden, wenn der Schalter den Fertigungsautomaten
verlässt. Mit anderen Worten, der fertig zusammengebaute Schalter ist bereits anschlussfertig,
es sind keine weiteren Anschlussmaßnahmen erforderlich, bevor der Schalter mit dem
zu schützenden Gerät verbunden werden kann.
[0023] Dementsprechend umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fertigung eines Schalters
mit einem ein temperaturabhängiges Schaltwerk aufnehmenden Gehäuse die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen eines elektrisch isolierenden Deckelteiles, an dem zwei Anschlusselektroden
unverlierbar angeordnet sind, wobei die erste Anschlusselektrode nach außen durchkontaktiert
und elektrisch mit einem an dem Deckelteil an dessen Innenseite vorgesehenen ersten
Gegenkontakt für das Schaltwerk verbunden ist,
b) Bereitstellen eines Unterteiles aus elektrisch leitfähigem Material,
c) Einlegen des Schaltwerkes in das Unterteil,
d) Verschließen des Unterteiles mit dem Deckelteil, und
e) Befestigen des Deckelteiles an dem Unterteil, wodurch gleichzeitig eine elektrische
Verbindung zwischen der zweiten Anschlusselektrode und dem Unterteil hergestellt wird,
das als zweiter Gegenkontakt für das Schaltwerk dient.
[0024] Durch dieses vollautomatisch durchzuführende Fertigungsverfahren lässt sich der neue
Schalter auf einem Automaten fertigen, so dass die Herstellungskosten sehr gering
sind. Wegen der hohen Reproduzierbarkeit von Fertigungsautomaten geht auch der Ausschuss
bei derart gefertigten Schaltern gegenüber manueller Endmontage deutlich zurück, so
dass sich auch dadurch die Kosten für den neuen Schalter deutlich reduzieren.
[0025] Dabei ist es bei dem neuen Schalter dann bevorzugt, wenn die erste Anschlusselektrode
mit dem Deckelteil derart umspritzt oder vergossen ist, dass sie integraler Bestandteil
des Deckelteiles ist und mit einem Anschlussteil aus dem Deckelteil hervorsteht.
[0026] Ferner ist es bevorzugt, wenn die zweite Anschlusselektrode mit dem Deckelteil derart
umspritzt oder vergossen ist, dass sie integraler Bestandteil des Deckelteiles ist
und mit einem Anschlussteil aus dem Deckelteil hervorsteht.
[0027] Diese Maßnahme ist fertigungstechnisch von Vorteil, da durch das Umspritzen oder
Vergießen eine sehr einfache Befestigung der Anschlusselektroden an dem Deckelteil
möglich ist. Die Anschlusselektroden können z.B. nacheinander oder gleichzeitig mit
dem Deckelteil verspritzt werden, was ebenfalls vollautomatisch möglich ist.
[0028] In einer Weiterbildung ist es bevorzugt, wenn die erste Anschlusselektrode sich in
dem Deckelteil als Steg von ihrem Anschlussteil zu dem etwa zentrisch angeordneten
ersten Gegenkontakt erstreckt.
[0029] Durch diese Maßnahme wird dem Deckelteil eine große Stabilität verliehen, zumal die
beiden Anschlusselektroden jetzt in einer Ebene liegen können. Neben der großen mechanischen
Stabilität des Deckelteiles haben diese Maßnahmen den weiteren Vorteil, dass die beiden
Anschlusselektroden in einem einzigen Arbeitsgang mit dem Deckelteil umspritzt werden
können, so dass sich die Fertigung noch einmal vereinfacht.
[0030] Dabei ist es dann bevorzugt, wenn die erste und die zweite Anschlusselektrode aus
einem gemeinsamen Blechteil ausgestanzt sind.
[0031] Hier ist von Vorteil, dass auch die Fertigung der beiden Anschlusselektroden automatisierbar
ist. Die beiden Anschlusselektroden können z.B. an einem Band gegurtet geliefert werden,
so dass sie danach nur noch vollautomatisch umspritzt werden müssen.
[0032] In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es in diesem Zusammenhang
bevorzugt, wenn der Schritt a) die folgenden Unterschritte aufweist:
- Ausstanzen der beiden Anschlusselektroden aus einem gemeinsamen Blechstück und
- Umspritzen der Anschlusselektroden mit dem Deckelteil.
[0033] Bei diesen Maßnahmen ist von Vorteil, dass sowohl das Ausstanzen als auch das Umspritzen
der Anschlusselektroden nur sehr wenige, dazu noch vollständig automatisierbare Verfahrensschritte
erfordert.
[0034] Insgesamt ist es bei dem neuen Schalter bevorzugt, wenn das Unterteil ein Tiefziehteil
mit einem umlaufenden Rand ist, der in eine Ringnut in dem Deckelteil eingreift. Ferner
ist es hier bevorzugt, wenn das Deckelteil und ggf. die zweite Anschlusselektrode
Schlitze für die Laschen des Unterteiles aufweisen.
[0035] Bei diesen Maßnahmen ist von Vorteil, dass der neue Schalter durch das Zusammenwirken
von umlaufendem Rand und Ringnut staubdicht ausgebildet ist. Wegen der mit den Laschen
zusammenwirkenden Schlitzen ist auch die Montage vereinfacht, da das Deckelteil über
die Schlitze auf den Laschen zentriert/positioniert wird, so dass eine einfache automatische
Fertigung möglich ist.
[0036] Dabei ist es dann bevorzugt, wenn das Deckelteil das Unterteil übergreift und nach
oben sowie radial nach außen offene Taschen aufweist, in deren Boden die Schlitze
münden und an deren Boden die zweite Anschlusselektrode für die Laschen zugänglich
ist.
[0037] Diese Maßnahme ist bezüglich des einfachen Zusammenbaus von Vorteil, wegen der nach
oben sowie radial nach außen offenen Taschen können die hochstehenden Laschen jetzt
von der Seite sowie von oben her umgebogen werden, wodurch nicht nur die Befestigung
des Deckelteiles an dem Unterteil, sondern gleichzeitig auch noch über die Laschen
der elektrische Kontakt zwischen dem Unterteil sowie der zweiten Anschlusselektrode
realisiert wird. Diese Maßnahme hat also ferner den Vorteil, dass nur sehr wenige
und dazu noch automatisierbare Fertigungsschritte erforderlich sind, um die mechanische
Befestigung des Deckelteiles an dem Unterteil sowie die elektrische Verbindung der
zweiten Anschlusselektrode mit dem Unterteil zu realisieren.
[0038] In einer Weiterbildung des neuen Verfahrens ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt,
wenn Schritt b) den folgenden Unterschritt aufweist:
- Tiefziehen des Unterteiles derart, dass es in Richtung des aufzusetzenden Deckelteiles
hochstehende Laschen aufweist.
[0039] Dabei ist es bevorzugt, wenn im Schritt d) das Deckelteil derart auf das Unterteil
aufgesetzt wird, dass Laschen des Unterteiles durch Schlitze des Deckelteiles und
ggf. der ersten Anschlusselektrode hindurchgesteckt werden.
[0040] In einer Weiterbildung ist es dann bevorzugt, wenn im Schritt e) die Laschen derart
umgebogen werden, dass sie in nach oben sowie radial nach außen offenen Taschen des
Deckelteiles zum Liegen kommen und dort freie Bereiche der zweiten Anschlusselektrode
kontaktieren und gleichzeitig das Deckelteil an dem Unterteil befestigen.
[0041] Diese Maßnahmen der automatischen Fertigung bringen insofern Vorteile mit sich, als
wenige Fertigungsschritte erforderlich sind, um das Deckelteil auf dem Unterteil zu
zentrieren sowie an diesem zu befestigen und schließlich auch noch die elektrische
Verbindung zwischen dem Unterteil und der zweiten Anschlusselektrode herzustellen.
[0042] In einer Weiterbildung des neuen Schalters ist es dann bevorzugt, wenn Wände der
Taschen über die umgebogenen Laschen nach oben vorstehen.
[0043] Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass keine elektrisch leitenden Teile über den
neuen Schalter nach oben vorstehen, so dass er nach oben isoliert ist. Wegen des elektrisch
leitenden Unterteiles ist auf der Unterseite des neuen Schalters jedoch ein sehr guter
Wärmekontakt möglich.
[0044] In einem Ausführungsbeispiel ist es dann bevorzugt, wenn der erste Gegenkontakt als
nach unten gebogenes, abgewinkeltes freies Ende der stegartig ausgebildeten ersten
Anschlusselektrode ausgebildet ist.
[0045] Hier ist von Vorteil, dass nur ein Teil benötigt wird, um sowohl die Anschlusselektrode
als auch den Gegenkontakt zu realisieren.
[0046] Die erste Anschlusselektrode wird gestanzt und danach und/oder dabei geprägt/gepresst,
so dass das freie Ende nach unten abgewinkelt ist. Diese Anschlusselektrode wird dann
entsprechend mit dem Deckelteil umspritzt oder damit vergossen, so dass nur sehr wenige
Fertigungsschritte erforderlich sind, um die erste Anschlusselektrode sowie den damit
verbundenen ersten Gegenkontakt zu fertigen und unverlierbar an dem Deckelteil anzuordnen.
Wegen der einfachen Fertigungsschritte ist dieser Fertigungsabschnitt auch besonders
einfach zu automatisieren.
[0047] Andererseits ist es aber bevorzugt, wenn der erste Gegenkontakt einen Bolzen aufweist,
der von der Innenseite des Deckelteiles her in einer zentrischen Bohrung in dem Deckelteil
sowie dem ersten Anschlussteil steckt und an dem ersten Anschlussteil durch eine Schneid-/Klemmverbindung
gehalten ist.
[0048] Hier ist von Vorteil, dass trotz der nun zu verwendenden zwei Teile die gesamte Fertigung
sehr einfach ist, da zum einen das erste Anschlussteil nicht gebogen werden muss.
Zum anderen muss der Gegenkontakt lediglich mit seinem Bolzen in die Bohrung eingesteckt
werden, wo er durch die Schneid-/Klemmverbindung ohne weitere Maßnahmen hält. Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel ist also die Anbringung des ersten Gegenkontaktes an
dem Deckelteil automatisch zu bewerkstelligen, wobei nur wenige Fertigungsschritte
erforderlich sind.
[0049] Bei dem neuen Verfahren ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn Schritt a)
den weiteren Unterschritt aufweist:
- Einstecken des ersten Gegenkontaktes mit seinem Bolzen von der Innenseite des Deckelteiles
her in eine durch das Deckelteil und die erste Anschlusselektrode hindurchgehende
Bohrung, wobei der Bolzen durch eine Schneid-/Klemmverbindung an der ersten Anschlusselektrode
befestigt wird.
[0050] Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass durch eine einfache Einsteckbewegung der
Gegenkontakt an dem Deckelteil befestigt und gleichzeitig mit der ersten Anschlusselektrode
verbunden wird, so dass das neue Fertigungsverfahren insgesamt mit sehr wenigen Schritten
auskommt.
[0051] Allgemein ist es bei dem neuen Schalter bevorzugt, wenn das Schaltwerk eine gegen
eine Bimetall-Schnappscheibe arbeitende Federscheibe umfasst, die sich mit ihrem Rand
am Unterteil abstützt und ein bewegliches Kontaktteil trägt, das sie unterhalb einer
Schalttemperatur des Schaltwerkes gegen den ersten Gegenkontakt drückt, wobei vorzugsweise
das bewegliche Kontaktteil unverlierbar dadurch an der Federscheibe gehalten ist,
dass es an diese entweder angeschweißt oder aber einstückig mit der Federscheibe ausgebildet
ist.
[0052] Bei diesen alternativ vorzusehenen Maßnahmen ist von Vorteil, dass das Einlegen des
Schaltwerkes in das Unterteil sehr einfach automatisch durchzuführen ist, da das bewegliche
Kontaktteil nicht verloren gehen oder verkanten kann. Bei den beiden eingangs erwähnten
Schaltern ist dieses Kontaktteil nämlich nur lose in die Federscheibe eingelegt, so
dass es dort bei der nur manuell durchzuführenden Montage zu einem Verklemmen des
nicht richtig eingesetzten Kontaktteiles und damit zu einem Ausschuss kommen kann.
Bei der unverlierbaren Anordnung des Kontaktteiles an der Federscheibe kann es jedoch
weder verloren gehen noch verkanten, so dass auch dieser Schritt des Zusammenbaus
leicht automatisierbar ist.
[0053] Ferner ist es bevorzugt, wenn das Unterteil an seinem Boden radial außen liegende
und umfänglich verteilt angeordnete Warzen als Auflage für den Rand der Federscheibe
aufweist, wobei vorzugsweise drei Warzen vorgesehen sind, die umfänglich etwa gleich
verteilt angeordnet sind.
[0054] Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass die Federscheibe auch dann gleichmäßig
aufliegt, wenn ihr Rand aufgrund der Stanzfertigung leicht uneben ist. Die Federscheibe
kann somit nicht in dem Unterteil kippen oder wackeln, so dass nach dem Einlegen der
Federscheibe die Position des beweglichen Kontaktes definiert ist und die Bimetall-Schnappscheibe
automatisch über diesen Kontakt gestülpt werden kann. Diese Maßnahmen ermöglichen
also weiter eine sehr einfache vollautomatische Fertigung.
[0055] Darüber hinaus ist es aber auch bei üblichen Schaltern, die ein Gehäuse mit einem
temperaturabhängigen Schaltwerk aus Federscheibe, beweglichem Kontaktteil sowie Bimetall-Schnappscheibe
aufweisen, von Vorteil, wenn die Federscheibe mit ihrem Rand auf Warzen aufliegt,
die an dem Boden des Unterteiles radial außen liegend und umfänglich verteilt angeordnet
sind. Diese Warzen dienen dann als zweiter Gegenkontakt für das Schaltwerk, wobei
sie entweder Teil des elektrisch leitenden Unterteiles oder aber Teil einer zweiten
Anschlusselektrode sein können, die im Unterteil angeordnet ist.
[0056] Auch ein derartiger Schalter ist für sich genommen erfinderisch, da er das Problem
einer nicht gleichmäßig aufliegenden Federscheibe löst. Häufig ist es nämlich so,
dass Dreh- oder Stanzteile mit Anschrägungen als Auflagefläche für die Federscheibe
verwendet werden, deren Rand aufgrund der Stanzfertigung jedoch nicht zwingend in
einer Ebene liegt. Dies führt dann dazu, dass die Scheibe nicht gleichmäßig aufliegt,
so dass der Stromfluss ggf. nur durch sehr geringe Kontaktbereich der Federscheibe
in das Unterteil des Schalters übergeleitet wird. Werden jetzt dagegen die erfindungsgemäßen
Warzen verwendet, so liegt die Federscheibe insbesondere bei der Verwendung von drei
Warzen an diesen drei Auflagepunkten fest und sicher auf, so dass neben der automatisierbaren
Fertigung, deren Vorteile bereits oben beschrieben wurden, ein weiterer Vorteil darin
besteht, dass die Stromübergabe von der Federscheibe in das Unterteil immer an den
drei Warzen erfolgt.
[0057] In diesem Zusammenhang ist es bei dem neuen Verfahren von Vorteil, wenn Schritt b)
den weiteren Unterschritt aufweist:
- Versehen des Unterteiles an seinem Boden mit radial außen liegenden und umfänglich
verteilt angeordneten Warzen als Auflage für das Schaltwerk.
[0058] Die Vorteile dieser Maßnahme wurden oben bereits ausführlich erörtert.
[0059] Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
[0060] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden
Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
[0061] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der beigefügten Zeichnung dargestellt
und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch den neuen Schalter;
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des Unterteiles des Schalters
aus Fig. 1;
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf das Deckelteil bei dem Schalter aus Fig. 1;
- Fig. 4
- einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Deckelteiles des Schalters
aus Fig. 1; und
- Fig. 5
- die bei dem neuen Schalter aus Fig. 1 verwendeten Anschlusselektroden, wie sie am
Band vor der Umspritzung mit dem Deckelteil angeliefert werden.
[0062] In Fig. 1 ist mit 10 der neue Schalter bezeichnet, der ein Gehäuse 11 aufweist, in
dem ein temperaturabhängiges Schaltwerk 12 angeordnet ist.
[0063] Das Gehäuse 11 umfasst ein aus leitfähigem Material, vorzugsweise Metall gefertigtes
Unterteil 14 sowie ein aus isolierendem Material gefertigtes Deckelteil 15, dass das
Unterteil 14 verschließt.
[0064] Das temperaturabhängige Schaltwerk 12 weist in bekannter Weise eine Federscheibe
16 auf, die sich in dem Unterteil 14 an dessen Boden 17 abstützt. Die Federscheibe
16 trägt ein bewegliches Kontaktteil 18, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
an die Federscheibe 16 angeschweißt ist. Über das Kontaktteil 18 ist in bekannter
Weise eine Bimetall-Schnappscheibe 19 gestülpt.
[0065] In der in Fig. 1 gezeigten Tieftemperaturstellung, also unterhalb der Ansprechtemperatur
des Schaltwerkes 12, drückt die Federscheibe 16 das bewegliche Kontaktteil 18 gegen
einen ersten Gegenkontakt 21, der an dem Deckelteil 15 an dessen Innenseite 22 in
einer kreisförmigen Vertiefung 23 angeordnet ist. Das leitende Unterteil 14 selbst
wirkt als zweiter Gegenkontakt 24 für das Schaltwerk 12.
[0066] Das Unterteil 14 ist ein Tiefziehteil 26 mit einem umlaufenden hochgestellten Rand
27, von dem sich nach oben drei Laschen 28 erstrecken, wie dies auch aus der Draufsicht
auf das Unterteil 14 in der Fig. 2 zu erkennen ist. Am Boden 17 des Unterteiles 14
ist noch eine Verstärkungssicke 29 vorgesehen, die dem Unterteil 14 mechanische Stabilität
verleiht.
[0067] Radial außen läuft auf dem Boden 17 ein Auflagewulst 30 um, auf dem die Federscheibe
16 aufliegt.
[0068] Bei dem alternativen Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind statt des Auflagewulstes
30 drei radial außen liegende und umfänglich etwa gleichmäßig verteilte Warzen 31
angeordnet, auf denen die Federscheibe 16 mit ihrem Rand 32 zum Liegen kommt. Durch
diese Drei-Punkt-Unterstützung der Federscheibe 16 ist sie immer mit allen drei Warzen
31 über ihren Rand 32 in Anlage.
[0069] Zur Außenkontaktierung des neuen Schalters 10 ist das Deckelteil 15 integral mit
einer ersten Anschlusselektrode 34 ausgebildet, die einen abgewinkelten Steg 35 umfasst,
der sich von ihrem außenliegenden Anschlussteil 36 zu dem Bereich einer Bohrung 37
erstreckt, wo der erste Gegenkontakt 21 angeordnet ist. Dieser erste Gegenkontakt
21 sitzt mit seinem Bolzen 38 in der Bohrung 37, die sich durch das Deckelteil 15
sowie den Steg 35 der ersten Anschlusselektrode 34 hindurch erstreckt. Zwischen dem
Bolzen 38 sowie der Bohrung 37 herrscht eine Schneid-/ Klemmverbindung vor, so dass
der Bolzen 38 durch einfachen Einstecken in die Bohrung 37 sicher gehalten wird.
[0070] Das isolierende Deckelteil 15 weist als weiteren integralen Bestandteil eine zweite
Anschlusselektrode 41 auf, die gemäß Fig. 3 ein Ringsegment 42 umfasst, an das sich
das außenliegende Anschlussteil 43 anschließt.
[0071] Die beiden Anschlusselektroden 34 und 41 wurden bei der Fertigung mit dem Deckelteil
15 umspritzt, so dass sie integraler Bestandteil des Deckelteiles 15 sind.
[0072] Wie insbesondere aus der Schnittdarstellung der Fig. 1 zu erkennen ist, liegen die
beiden Anschlusselektroden 34 und 41 in einer Ebene, was dadurch möglich wird, dass
sich der abgewinkelte Steg 35 in den offenen Bereich des Ringsegmentes 42 hinein erstrecken
kann.
[0073] In Fig. 1 ist ferner zu erkennen, dass das Deckelteil 15 eine umlaufende Ringnut
45 aufweist, in der der umlaufende Rand 27 des Unterteiles 14 liegt, so dass das Innere
des Schalters 10 staubdicht abgeschlossen ist.
[0074] In dem Deckelteil 15 ist ferner dreimal ein Schlitz 46 vorgesehen, an den sich ein
weiterer Schlitz 47 anschließt, der in dem Ringsegment 42 vorgesehen ist. Diese beiden
Schlitze 46, 47 münden in eine radial nach außen sowie nach oben offene Tasche 48,
in die die Lasche 28 von unten hineinragt. In der Tasche 48 ist an ihrem Boden 49
ein freiliegender Bereich der zweiten Anschlusselektrode 41 vorgesehen, so dass das
umgebogene obere Ende 50 der Lasche 28 in Anlage mit der zweiten Anschlusselektrode
41 ist und dabei nicht nur eine elektrische Verbindung zu dem Unterteil 14 herstellt
sondern gleichzeitig auch noch das Deckelteil 15 an dem Unterteil 14 befestigt.
[0075] In Fig. 1 ist weiter noch zu erkennen, dass die Tasche 48 eine Wand 51 aufweist,
die das umgebogene obere Ende 50 der Lasche 28 nach oben überragt, so dass keine elektrisch
leitenden Teile nach oben über den neuen Schalter 10 überstehen, der somit nach oben
vor ungewünschten elektrischen Kontakten geschützt ist.
[0076] Über sein elektrisch leitendes Unterteil 14 kann der neue Schalter 10 dagegen in
einen guten Wärmekontakt mit einem zu schützenden Bauteil gebracht werden.
[0077] Die Funktionsweise des insoweit beschriebenen Schalters 10 ist wie folgt: In der
in Fig. 1 gezeigten Tieftemperatur besteht eine elektrisch leitende Verbindung von
dem Anschlussteil 36 der ersten Anschlusselektrode 34 über den ersten Gegenkontakt
21, das bewegliche Kontaktteil 18, die aus elektrisch leitfähigem Material gefertigte
Federscheibe 16, die Warzen 31 oder den Auflagewulst 30, das leitende Unterteil 14,
die hochstehenden Laschen 28 sowie das Ringsegment 42 zu dem Anschlussteil 43 der
zweiten Anschlusselektrode 41. Bei Erhöhung der Temperatur schnappt die Bimetall-Schnappscheibe
19 von der gezeigten konvexen in eine konkave Stellung um und drückt dabei dann das
bewegliche Kontaktteil 18 gegen die Kraft der Federscheibe 16 von dem ersten Gegenkontakt
21 weg. Die Bimetall-Schnappscheibe 19 sowie die Federscheibe 16, die schließlich
irgendwann auch umschnappt, stützen sich dann an dem isolierenden Deckelteil 15 ab,
so dass trotz der Anlage des mittleren Bereiches der Federscheibe 16 an der Verstärkungssicke
29 jetzt keine elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlussteilen 36, 43 mehr
besteht.
[0078] In Fig. 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des Deckelteiles 15 gezeigt, bei
dem statt eines isolierten ersten Gegenkontaktes 21 der abgewinkelte Steg 35 verlängert
und an seinem freien Ende 52 nach unten derart abgewinkelt ist, dass der erste Gegenkontakt
21 sozusagen einstückig mit der ersten Anschlusselektrode 34 ausgebildet ist. Die
übrigen Merkmale des Deckelteiles 15 aus Fig. 4 entsprechen denen des Deckelteiles
15 aus Fig. 1 und sind dementsprechend mit den gleichen Bezugszeichen belegt.
[0079] In Fig. 5 schließlich sind die beiden Anschlusselektroden 34, 41 vor dem Umspritzen
mit dem Deckelteil 15 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Schlitze 47 in Ausbuchtungen
53 angeordnet sind, so dass durch die Materialverstärkung dort für entsprechenden
Halt der Laschen 28 gesorgt ist.
[0080] Die beiden Anschlusselektroden 34, 41 sind mit ihren Anschlussteilen 36, 43 einstückig
an einem Blechband 55 geführt, das zusammen mit den Anschlusselektroden 34, 41 aus
einem gemeinsamen Blechstück 56 ausgestanzt wurde. Es sind ferner noch Transportlöcher
57 zu erkennen, über die das Band 55 im Rahmen einer automatischen Fertigung bewegt
wird.
[0081] Die Fertigung des insoweit beschriebenen Schalters 10 geschieht wie folgt:
[0082] Zunächst werden die Anschlusselektroden 34, 41 wie in Fig. 5 gezeigt aus dem gemeinsamen
Blechstück 56 ausgestanzt und daraufhin mit dem Deckelteil 15 umspritzt, so dass sie
integraler Bestandteil des Deckelteiles werden, wie dies in den Fig. 1 und 4 gezeigt
ist.
[0083] Weiterhin wird das Unterteil 14 als Tiefziehteil gefertigt, wobei neben dem hochstehenden,
umlaufenden Rand 27 noch die Laschen 28 sowie entweder die Warzen 31 oder der Auflagewulst
30 bei dem Tiefziehen und vorhergehendem Stanzen ausgebildet werden. Dieses Unterteil
14 wird als Schüttgut einer automatischen Fertigungsmaschine zugeführt, dort positioniert
und in Paletten eingesetzt. Daraufhin werden die Laschen 28, die sich ggf. während
des Transportes verbogen haben, wieder gerichtet.
[0084] Parallel dazu wird die Federscheibe aus Bandmaterial ausgestanzt, gebogen, wärmebehandelt
und mit einem Kontaktteil 18 versehen, das entweder aufgeschweißt oder ausgeprägt
wird.
[0085] Die Bimetall-Schnappscheibe wird ebenfalls als Schüttgut der automatischen Fertigungsmaschine
zugeführt.
[0086] Als nächstes wird jetzt die Federscheibe 16 mit daran unverlierbar gehaltenem Kontaktteil
18 in das Unterteil 14 eingelegt. Insbesondere dann, wenn die drei Warzen 31 vorgesehen
sind, liegt die Federscheibe 16 sicher am Boden 17 des Unterteiles 14 auf.
[0087] Jetzt wird von dem Fertigungsautomaten die Bimetall-Schnappscheibe 19 über das Kontaktteil
18 gestülpt, dessen Lage wegen der Warzen 31 genau bekannt und sicher fixiert ist.
[0088] Daraufhin wird das wie oben beschrieben vorgefertigte Deckelteil 15 so auf das Unterteil
14 aufgesetzt, dass die drei Laschen 28 durch die Schlitze 46, 47 hindurch nach oben
in die Taschen 48 greifen. Durch die Laschen 28 findet eine Art Positionierung/Zentrierung
des Deckelteiles 15 am Unterteil 14 statt.
[0089] Nach dem Aufsetzen des Deckelteiles 15 greifen jetzt Biegewerkzeuge seitlich und
von oben in die drei Taschen 48 ein und biegen die oberen Enden 50 der Laschen 28
wie in Fig. 1 gezeigt so um, dass sie auf den frei zugänglichen Bereichen der zweiten
Anschlusselektrode 41 zum Liegen kommen.
[0090] Sämtliche insoweit beschriebenen Schritte lassen sich vollautomatisch durchführen.
1. Schalter mit einem ein temperaturabhängiges Schaltwerk (12) aufnehmenden Gehäuse (11),
das ein elektrisch leitendes Unterteil (14) sowie ein das Unterteil (14) verschließendes
und daran befestigtes, elektrisch isolierendes Deckelteil (15) umfasst, an dessen
Innenseite (22) ein erster, nach außen durchkontaktierter Gegenkontakt (21) für das
Schaltwerk (12) vorgesehen ist, wobei das Unterteil (14) als zweiter Gegenkontakt
(24) des Schaltwerkes (12) dient, das in Abhängigkeit von seiner Temperatur eine elektrisch
leitende Verbindung zwischen den beiden Gegenkontakten (21, 24) herstellt, bei dem
an dem Deckelteil (15) eine erste Anschlusselektrode (34) unverlierbar angeordnet
ist, die elektrisch mit dem ersten Gegenkontakt (21) verbunden ist, sowie eine zweite
Anschlusselektrode (41) unverlierbar angeordnet ist, die infolge der Befestigung des
Deckelteiles (15) an dem Unterteil (14) elektrisch mit dem Unterteil (14) verbunden
ist,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Unterteil (14) nach oben weisende, umgebogene Laschen (28) vorgesehen sind,
die das Deckelteil (15) halten und die zweite Anschlusselektrode (41) kontaktieren.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anschlusselektrode (41) in dem Deckelteil (15) als Ringsegment (42) ausgebildet
ist, in das sich die erste Anschlusselektrode (34) hineinerstreckt.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anschlusselektrode (34) mit dem Deckelteil (15) derart umspritzt oder vergossen
ist, dass sie integraler Bestandteil des Deckelteiles (15) ist, und mit einem Anschlussteil
(36) aus dem Deckelteil (15) hervorsteht.
4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anschlusselektrode (41) mit dem Deckelteil (15) derart umspritzt oder
vergossen ist, dass sie integraler Bestandteil des Deckelteiles (15) ist, und mit
einem Anschlussteil (43) aus dem Deckelteil (15) hervorsteht.
5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anschlusselektrode (34) sich in dem Deckelteil (15) als Steg (35) von ihrem
Anschlussteil (36) zu dem etwa zentrisch angeordneten ersten Gegenkontakt (41) erstreckt.
6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Anschlusselektrode (34, 41) aus einem gemeinsamen Blechteil
(56) ausgestanzt sind.
7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (14) ein Tiefziehteil (26) mit einem umlaufenden Rand (27) ist, der
in eine Ringnut (45) in dem Deckelteil (15) eingreift.
8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (15) und ggf. die zweite Anschlusselektrode (41) Schlitze (46, 47)
für die Laschen (28) aufweisen.
9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (15) das Unterteil (14) übergreift und nach oben sowie radial nach
außen offene Taschen (48) aufweist, in deren Boden (49) die Schlitze (46, 47) münden,
und an deren Boden (49) die zweite Anschlusselektrode (41) für die Laschen (28) zugänglich
ist.
10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Wände (51) der Taschen (48) über die umgebogenen Laschen (28) nach oben vorstehen.
11. Schalter nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gegenkontakt (21) als nach unten gebogenes, abgewinkeltes freies Ende (52)
der stegartig ausgebildeten ersten Anschlusselektrode (34) ausgebildet ist.
12. Schalter nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gegenkontakt (21) einen Bolzen (38) aufweist, der von der Innenseite (22)
her in einer zentrischen Bohrung (37) in dem Deckelteil (15) sowie dem ersten Anschlussteil
(34) steckt und an der ersten Anschlusselektrode (34) durch eine Schneid-/Klemmverbindung
gehalten ist.
13. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltwerk (12) eine gegen eine Bimetall-Schnappscheibe (19) arbeitende Federscheibe
(16) umfasst, die sich mit ihrem Rand (32) am Unterteil (14) abstützt und ein bewegliches
Kontaktteil (18) trägt, das sie unterhalb einer Schalttemperatur des Schaltwerkes
(12) gegen den ersten Gegenkontakt (21) drückt.
14. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Kontaktteil (18) unverlierbar an der Federscheibe (16) gehalten ist.
15. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Kontaktteil (18) an die Federscheibe (16) angeschweißt ist.
16. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Kontaktteil (18) einstückig mit der Federscheibe (16) ausgebildet
ist.
17. Schalter nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (14) an seinem Boden (17) radial außen liegende und umfänglich verteilt
angeordnete Warzen (31) als Auflage für den Rand (32) der Federscheibe (16) aufweist.
18. Schalter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass drei Warzen (31) vorgesehen sind, die umfänglich etwa gleich verteilt sind.
19. Verfahren zur Fertigung eines Schalters (10) mit einem ein temperaturabhängiges Schaltwerk
(12) aufnehmenden Gehäuse (11), mit den Schritten:
a) Bereitstellen eines elektrisch isolierenden Deckelteiles (15), an dem zwei Anschlusselektroden
(34, 41) unverlierbar angeordnet sind, wobei die erste Anschlusselektrode (34) nach
außen durchkontaktiert und elektrisch mit einem an dem Deckelteil (15) an dessen Innenseite
(22) vorgesehenen ersten Gegenkontakt (21) für das Schaltwerk (12) verbunden ist,
b) Bereitstellen eines Unterteiles (14) aus elektrisch leitfähigem Material,
c) Einlegen des Schaltwerkes (12) in das Unterteil (14),
d) Verschließen des Unterteiles (14) mit dem Deckelteil (15), und
e) Befestigen des Deckelteiles (15) an dem Unterteil (14), wodurch gleichzeitig eine
elektrische Verbindung zwischen der zweiten Anschlusselektrode (41) und dem Unterteil
(14) hergestellt wird, das als zweiter Gegenkontakt (24) für das Schaltwerk (12) dient.
20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass Schritt a) die folgenden Unterschritte aufweist:
- Ausstanzen der beiden Anschlusselektroden (34, 41) aus einem gemeinsamen Blechstück
(56), und
- Umspritzen der Anschlusselektroden (34, 41) mit dem Deckelteil (15).
21. Verfahren nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) den weiteren Unterschritt aufweist:
- Einstecken des ersten Gegenkontaktes (21) mit seinem Bolzen (38) von der Innenseite
(22) her in eine durch das Deckelteil (15) und die erste Anschlusselektrode (34) hindurchgehende
Bohrung (37), wobei der Bolzen (38) durch eine Schneid-/Klemmverbindung an der ersten
Anschlusselektrode (34) befestigt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) den folgenden Unterschritt aufweist:
- Tiefziehen des Unterteiles (14) derart, dass es in Richtung des aufzusetzenden Deckelteiles
(15) hochstehende Laschen (28) aufweist.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt b) den Unterschritt aufweist:
- Versehen des Unterteiles (14) an seinem Boden (17) mit radial außen liegenden und
umfänglich verteilt angeordneten Warzen (31) als Auflage für das Schaltwerk (12).
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) das Deckelteil (15) derart auf das Unterteil (14) aufgesetzt wird,
dass Laschen (28) des Unterteiles (14) durch Schlitze (46, 47) des Deckelteiles (15)
und ggf. der ersten Anschlusselektrode (34) hindurchgesteckt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt e) die Laschen (28) derart umgebogen werden, dass sie in nach oben sowie
radial nach außen offenen Taschen (28) des Deckelteiles (15) zum Liegen kommen und
dort freie Bereiche der zweiten Anschlusselektrode (41) kontaktieren und gleichzeitig
das Deckelteil (15) an dem Unterteil (14) befestigen.