[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen Schalter, der einen
ersten und einen zweiten stationären Kontakt sowie ein temperaturabhängiges Schaltwerk
mit einem beweglichen Kontaktglied aufweist. Das Schaltwerk drückt in seiner ersten
Schaltstellung das Kontaktglied gegen den ersten Kontakt und stellt dabei über das
Kontaktglied eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten her.
In seiner zweiten Schaltstellung hält das Schaltwerk das Kontaktglied zu dem ersten
Kontakt beabstandet und unterbricht damit die elektrisch leitende Verbindung zwischen
den beiden Kontakten. Das temperaturabhängige Schaltwerk weist ein temperaturabhängiges
Schnappteil auf, das bei Überschreiten einer Schalttemperatur aus seiner geometrischen
Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration umschnappt
und bei einem anschließenden Unterschreiten einer Rückschalttemperatur wieder aus
seiner geometrischen Hochtemperaturkonfiguration zurück in seine geometrische Tieftemperaturkonfiguration
umschnappt. Ein Umschnappen des temperaturabhängigen Schnappteils aus seiner geometrischen
Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration bringt
das Schaltwerk aus seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung und
öffnet damit den Schalter. Bei dem erfindungsgemäßen Schalter ist des Weiteren eine
Schließsperre vorgesehen, die ein erneutes Schließen des geöffneten Schalters verhindert,
in dem sie das Schaltwerk in dessen zweiter Schaltstellung hält, sobald sie aktiviert
ist.
[0003] Derartige temperaturabhängige Schalter werden in bekannter Weise dazu verwendet,
elektrische Geräte vor Überhitzung zu schützen. Dazu wird der Schalter elektrisch
mit dem zu schützenden Gerät und dessen Versorgungsspannung in Reihe geschaltet und
mechanisch so an dem Gerät angeordnet, dass er mit diesem in thermischer Verbindung
steht.
[0004] Ein temperaturabhängiges Schaltwerk sorgt dafür, dass die beiden stationären Kontakte
des Schalters unterhalb der Ansprechtemperatur des Schaltwerks elektrisch miteinander
verbunden sind. Somit ist der Stromkreis unterhalb der Ansprechtemperatur geschlossen
und der Laststrom des zu schützenden Gerätes kann über den Schalter fließen.
[0005] Erhöht sich die Temperatur über einen zulässigen Wert hinaus, so hebt das Schaltwerk
das bewegliche Kontaktglied von dem Gegenkontakt ab, wodurch der Schalter geöffnet
und der Laststrom des zu schützenden Gerätes unterbrochen wird. Das jetzt stromlose
Gerät kann dann wieder abkühlen. Dabei kühlt sich auch der thermisch an das Gerät
angekoppelte Schalter wieder ab, der daraufhin eigentlich selbsttätig wieder schließen
würde.
[0006] Bei dem aus der
DE 10 2018 100 890 B3 bekannten Schalter sorgt jedoch eine Schließsperre dafür, dass diese Rückschaltung
in der Abkühlstellung nicht erfolgt, so dass sich das zu schützende Gerät nach dem
Abschalten nicht wieder automatisch einschalten kann. Die Schließsperre arretiert
das Schaltwerk mechanisch, so dass sich das Schaltwerk nach einmaligem Öffnen nicht
wieder schließen kann, selbst wenn starke Erschütterungen oder Temperaturschwankungen
auftreten.
[0007] Dies ist eine Sicherheitsfunktion, die beispielsweise für Elektromotoren gilt, die
als Antriebsaggregate eingesetzt werden. Hierdurch sollen insbesondere Beschädigungen
am Gerät oder gar Verletzungen der das Gerät benutzenden Person vermieden werden.
[0008] Aufgrund ihres Schaltverhaltens werden derartige Schalter, die nach einmaligem Öffnen
nicht wieder schließen, auch als Einmalschalter bezeichnet.
[0009] Es versteht sich, dass unter einem "Öffnen" des Schalters die Unterbrechung der elektrisch
leitenden Verbindung zwischen den beiden Kontakten des Schalters verstanden wird und
nicht ein Öffnen des Schalter-Gehäuses im mechanischen Sinne.
[0010] Ein weiterer Schalter dieser Art ist aus der
DE 10 2013 101 392 A1 bekannt. Dieser Schalter weist ein temperaturabhängiges Schaltwerk mit einer temperaturabhängigen
Bimetall-Schnappscheibe und einer bistabilen Federscheibe auf, die einen beweglichen
Kontakt oder ein Stromübertragungsglied trägt. Wenn die Bimetall-Schnappscheibe auf
eine Temperatur oberhalb ihrer Ansprechtemperatur erhitzt wird, hebt sie den Kontakt
oder das Stromübertragungsglied gegen die Kraft der Federscheibe von dem Gegenkontakt
oder den Gegenkontakten ab und drückt dabei die Federscheibe in ihre zweite stabile
Konfiguration, in der sich das Schaltwerk in seiner Hochtemperaturstellung befindet.
[0011] Kühlen sich der Schalter und damit die Bimetall-Schnappscheibe wieder ab, so springt
diese in ihre Niedrigtemperaturstellung zurück. Sie kann sich konstruktionsbedingt
mit ihrem Rand aber nicht an einem Gegenlager abstützen, so dass die Federscheibe
in der stabilen zweiten Konfiguration verbleibt, in der der Schalter geöffnet ist.
[0012] Der Schalter bleibt also nach einmaligem Öffnen in seiner geöffneten Stellung, auch
wenn er wieder abkühlt. Allerdings haben Versuche in der Firma des Anmelders ergeben,
dass sich der aus der
DE 10 2013 101 392 A1 bekannte Schalter bei stärkeren mechanischen Erschütterungen doch wieder schließt,
so dass er unter Sicherheitsaspekten in einigen Anwendungsfällen ggf. nicht optimal
einsetzbar ist.
[0013] Es ist auch bekannt, derartige temperaturabhängige Schalter mit einem sogenannten
Selbsthaltewiderstand zu versehen, der parallel zu den beiden Gegenkontakten geschaltet
ist, so dass er einen Teil des Laststroms übernimmt, wenn der Schalter öffnet. In
diesem Selbsthaltewiderstand wird dann Ohm'sche Wärme erzeugt, die ausreichend ist,
um die Schnappscheibe oberhalb ihrer Ansprechtemperatur zu halten.
[0014] Diese sogenannte Selbsthaltung ist jedoch nur solange aktiv, wie das elektrische
Gerät noch eingeschaltet ist. Sobald das Gerät von dem Versorgungsstromkreis abgeschaltet
wird, fließt auch kein Strom mehr durch den temperaturabhängigen Schalter, so dass
die Selbsthaltefunktion entfällt. Nach dem Wiedereinschalten des elektrischen Gerätes
würde sich der Schalter daher wieder in geschlossenem Zustand befinden, so dass sich
das Gerät wieder aufheizen kann, was zu Folgeschäden führen könnte.
[0015] Diese Problematik wird bei den aus der
DE 10 2007 042 188 B3 und der
DE 10 2013 101 392 A1 bekannten Schaltern vermieden, bei denen die Selbsthaltefunktion nicht elektrisch,
sondern durch ein bistables Federteil realisiert wird, das temperaturunabhängig zwei
stabile geometrische Konfigurationen aufweist, wie es in den oben zitierten Druckschriften
beschrieben ist.
[0016] Im Gegensatz dazu ist die Schnappscheibe eine bistabile Schnappscheibe, die temperaturabhängig
entweder eine Hochtemperaturkonfiguration oder eine Tieftemperaturkonfiguration einnimmt.
[0017] Bei den eingangs erwähnten
DE 10 2007 042 188 B3 ist die Federscheibe eine kreisförmige Feder-Schnappscheibe, an der mittig das Kontaktglied
befestigt ist. Das Kontaktglied ist beispielsweise ein bewegliches Kontaktteil, das
durch die Feder-Schnappscheibe gegen den ersten stationären Kontakt gedrückt wird,
der innen an einem Deckel des Gehäuses des bekannten Schalters angeordnet ist. Mit
ihrem Rand drückt sich die Feder-Schnappscheibe an einem inneren Boden eines Unterteils
des Gehäuses ab, der als zweiter Kontakt wirkt. Auf diese Weise stellt die selbst
elektrisch leitende Feder-Schnappscheibe eine elektrisch leitende Verbindung zwischen
den beiden Gegenkontakten her.
[0018] In ihrer Tieftemperaturstellung liegt die Bimetall-Schnappscheibe lose an dem Kontaktteil.
Erhöht sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe, so springt sie in ihre Hochtemperaturstellung
um, in der sie sich mit ihrem Rand innen an dem Oberteil des Gehäuses abdrückt und
dabei mit ihrem Zentrum so auf die Feder-Schnappscheibe drückt, dass diese von ihrer
ersten in ihre zweite stabile Konfiguration umspringt, wodurch das bewegliche Kontaktteil
von dem stationären Kontakt abgehoben und der Schalter geöffnet wird.
[0019] Kühlt sich die Temperatur des Schalters wieder ab, so springt die Bimetall-Schnappscheibe
wieder in ihre Tieftemperaturstellung um. Dabei gelangt sie mit ihrem Rand in Anlage
mit dem Rand der Feder-Schnappscheibe und mit ihrem Zentrum in Anlage mit dem Oberteil
des Gehäuses. Die Stellkraft der Bimetall-Schnappscheibe reicht jedoch nicht aus,
um die Feder-Schnappscheibe wieder in ihre erste Konfiguration umspringen zu lassen.
[0020] Erst durch starkes Abkühlen des Schalters krümmt sich die Bimetall-Schnappscheibe
weiter um, so dass sie schließlich den Rand der Feder-Schnappscheibe so weit auf den
inneren Boden des Unterteiles herunterdrücken kann, dass die Feder-Schnappscheibe
wieder in ihre erste Konfiguration umspringt und den Schalter wieder schließt.
[0021] Der aus der
DE 10 2007 042 188 B3 bekannte Schalter bleibt also nach einmaligem Öffnen solange geöffnet, bis er auf
eine Temperatur unter Raumtemperatur abgekühlt wurde, wozu beispielsweise ein Kältespray
verwendet werden kann.
[0022] Obwohl dieser Schalter in vielen Anwendungsfällen den entsprechenden Sicherheitsanforderungen
genügt, hat sich doch herausgestellt, dass durch das Verspannen der Bimetall-Schnappscheibe
zwischen dem Oberteil des Gehäuses und dem Rand der Feder-Schnappscheibe in seltenen
Fällen doch ein ungewolltes Rückspringen der Feder-Schnappscheibe erfolgt.
[0023] Aus der
DE 10 2013 101 392 A1 ist es ferner bekannt, als bewegliches Kontaktglied ein Stromübertragungsglied beispielsweise
in Form eines Kontakttellers zu verwenden, der von der Feder-Schnappscheibe getragen
wird. An der Innenseite des Deckels des Gehäuses sind jetzt beide stationären Kontakte
angeordnet, wobei durch Anlage des Kontakttellers mit diesen beiden Kontakten eine
elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen hergestellt wird.
[0024] Bei diesem Schalter ist die Feder-Schnappscheibe mit ihrem Rand an dem Unterteil
des Gehäuses festgelegt, während zwischen der Feder-Schnappscheibe und dem inneren
Boden des Unterteils die Bimetall-Schnappscheibe vorgesehen ist.
[0025] Unterhalb der Ansprechtemperatur der Bimetall-Schnappscheibe drückt die Feder-Schnappscheibe
den Kontaktteller gegen die beiden stationären Kontakte. Springt die Bimetall-Schnappscheibe
in ihre Hochtemperaturstellung um, so drückt sie mit ihrem Rand gegen die Feder-Schnappscheibe
und zieht mit ihrem Zentrum die Feder-Schnappscheibe von dem Oberteil weg, so dass
der Kontaktteller außer Anlage mit den beiden Gegenkontakten gerät. Damit dies geometrisch
möglich ist, sind Kontaktteller, Feder-Schnappscheibe sowie Bimetall-Schnappscheibe
durch einen zentrisch verlaufenden Niet unverlierbar miteinander verbunden.
[0026] Wenn sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe wieder absenkt, springt diese
zwar in ihre Tieftemperaturstellung zurück, die Federscheibe verbleibt jedoch in ihrer
eingenommenen Konfiguration, da der Bimetall-Schnappscheibe ein Gegenlager für ihren
Rand fehlt, so dass sie das Stromübertragungsglied nicht wieder gegen die beiden stationären
Kontakte drücken kann.
[0027] Dieser Schalter weist also konstruktionsbedingt eine Selbsthaltefunktion auf. Bei
starken mechanischen Erschütterungen kann in seltenen Fällen aber auch hier ein ungewolltes
Rückspringen der Feder-Schnappscheibe erfolgen.
[0028] Aus der
DE 25 44 201 A1 ist des Weiteren ein temperaturabhängiger Schalter mit einem als Kontaktbrücke ausgeführten
Stromübertragungsglied bekannt, bei dem die Kontaktbrücke über eine Schließfeder gegen
zwei stationäre Gegenkontakte gedrückt wird. Über einen Betätigungsbolzen ist die
Kontaktbrücke mit einem temperaturabhängigen Schaltwerk in Kontakt, das aus einer
Bimetall-Schnappscheibe sowie einer Federscheibe besteht, die beide an ihrem Rand
eingespannt sind.
[0029] Wie bei dem aus der
DE 10 2007 042 188 B3 bekannten Schalter sind auch bei diesem Schalter die Federscheibe sowie die Bimetall-Schnappscheibe
beide bistabil, die Bimetall-Schnappscheibe auf temperaturabhängige Weise und die
Federscheibe auf temperaturunabhängige Weise.
[0030] Erhöht sich die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe, so drückt sie die Federscheibe
in ihre zweite Konfiguration, in der diese den Betätigungsbolzen gegen die Kontaktbrücke
drückt und diese dabei gegen die Kraft der Schließfeder von den stationären Gegenkontakten
abhebt.
[0031] Auch beim Abkühlen der Bimetall-Schnappscheibe verbleibt die Federscheibe in dieser
zweiten Konfiguration und hält den bekannten Schalter gegen die Kraft der Schließfeder
geöffnet.
[0032] Von außen kann jetzt durch einen Knopf Druck auf die Kontaktbrücke ausgeübt werden,
so dass dadurch über den Betätigungsbolzen die Federscheibe in ihre erste stabile
Konfiguration zurückgedrückt wird.
[0033] Neben der sehr aufwändigen Konstruktion weist dieser Schalter zum einen den Nachteil
auf, dass im geöffneten Zustand die Federscheibe die Kontaktbrücke gegen die Kraft
der Schließfeder von den Gegenkontakten abhebt, so dass die Federscheibe in ihrer
zweiten Konfiguration die Kraft der Schließfeder zuverlässig überwinden muss. Weil
die Schließfeder im geschlossenen Zustand jedoch für die sichere Anlage der Kontaktbrücke
an den Gegenkontakten sorgt, ist hier eine Federscheibe mit sehr hoher Stabilität
in der zweiten Konfiguration erforderlich.
[0034] Ein weiterer Schalter mit drei Schaltstellungen ist aus der
DE 86 25 999 U1 bekannt. Bei diesem bekannten Schalter ist eine einseitig eingespannte Federzunge
vorgesehen, die an ihrem freien Ende ein bewegliches Kontaktteil trägt, das mit einem
festen Gegenkontakt zusammenwirkt.
[0035] An dieser Federzunge ist eine Kalotte ausgebildet, die durch eine ebenfalls an der
Federzunge befestigte Bimetallplatte in ihre zweite Konfiguration gedrückt wird, in
der sie das bewegliche Kontaktteil zu dem stationären Gegenkontakt beabstandet.
[0036] Die Kalotte muss bei diesem Schalter gegen die Schließkraft der einseitig eingespannten
Federzunge das bewegliche Kontaktteil im Abstand zu dem festen Gegenkontakt halten,
so dass die Kalotte in ihrer zweiten Konfiguration eine hohe Stellkraft aufbringen
muss.
[0037] Der bekannte Schalter weist damit die oben bereits diskutierten Nachteile auf, dass
nämlich hohe Stellkräfte zu überwinden sind, was zu hohen Fertigungskosten und zu
einem nicht sicheren Zustand in der Abkühlstellung führt.
[0038] Der aus der eingangs erwähnten
DE 10 2018 100 890 B3 bekannte Schalter hat im Vergleich zu den übrigen erwähnten Schaltern die mechanisch
stabilste Schließsperre. Aufgrund der mechanischen Arretierung des Schaltwerks, welcher
durch die Schließsperre bewirkt wird, ist eine versehentliche Rückschaltung nach einmal
geöffnetem Schalter nahezu ausgeschlossen.
[0039] Es hat sich jedoch gezeigt, dass die aus der
DE 10 2018 100 890 B3 bekannte Schließsperre relativ aufwändig zu fertigen ist, so dass die Fertigungskosten
des Schalters vergleichsweise hoch sind.
[0040] Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den
eingangs erwähnten Schalter derart weiterzubilden, dass dieser eine alternative Schließsperre
aufweist, die einfach und damit kostengünstig zu fertigen ist und dennoch eine sichere
Unterbrechung des Stromkreises auch in der Abkühlstellung des Schalters und bei starken
Erschütterungen gewährleistet ist.
[0041] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schalter der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, dass die Schließsperre ein temperaturabhängiges Ankerelement und einen
mit dem Ankerelement zusammenwirkenden Gegenhalter mit einer Öffnung aufweist, wobei
das Ankerelement dazu eingerichtet ist, seine Form bei Überschreiten einer Anker-Schalttemperatur
von einer ersten Form, in der das Ankerelement durch die Öffnung passt, so dass die
Schließsperre nicht aktiviert ist, in eine zweite Form, in der das Ankerelement nicht
mehr durch die Öffnung passt, so dass die Schließsperre aktiviert ist, zu verändern.
[0042] Bei der erfindungsgemäßen Schließsperre handelt es sich also um eine temperaturabhängige
Schließsperre, die bei Erreichen bzw. Überschreiten der Anker-Schalttemperatur aktiviert
wird. Solange die Anker-Schalttemperatur nicht erreicht bzw. nicht überschritten wird,
ist die Schließsperre nicht aktiviert.
[0043] Die erfindungsgemäße Schließsperre nutzt ein Ankerelement, das mit einem Gegenhalter,
der eine Öffnung aufweist, zusammenwirkt. Das Ankerelement ist dazu eingerichtet,
seine Form in Abhängigkeit der Temperatur zu verändern. Genauer gesagt, verändert
das Ankerelement bei Erreichen bzw. Überschreiten einer vordefinierten Temperatur,
welche vorliegend als Anker-Schalttemperatur bezeichnet wird, seine Form. Unterhalb
der Anker-Schalttemperatur weist das Ankerelement eine erste Form auf, in der das
Ankerelement durch die Öffnung in dem Gegenhalter passt. Solange die Anker-Schalttemperatur
nicht erreicht ist, kann das Ankerelement gegenüber dem Gegenhalter durch die Öffnung
hindurchbewegt werden, so dass das Ankerelement mit dem Gegenhalter nicht verrastet
und die Schließsperre somit nicht aktiviert ist. Sobald die Anker-Schalttemperatur
erreicht bzw. überschritten wird, verändert das Ankerelement seine Form derart in
eine zweite Form, dass es nicht mehr durch die Öffnung in dem Gegenhalter passt. Das
Ankerelement verrastet dann mit dem Gegenhalter und kann sich gegenüber diesem dann
zumindest in einer Richtung dann nicht mehr bewegen. Die dann gesperrte Bewegungsrichtung
des Ankerelements verhindert eine Rückschaltung des Schaltwerks aus der zweiten, geöffneten
Schaltstellung zurück in die erste, geschlossene Schaltstellung.
[0044] Die Formänderung des Ankerelements erfolgt gemäß der erfindungsgemäßen Definition
bei einem "Überschreiten" der Anker-Schalttemperatur. Grundsätzlich erfolgt die Formänderung
bereits bei Erreichen der Anker-Schalttemperatur. Durch das Wort "Überschreiten" soll
an dieser Stelle jedoch klargestellt werden, dass die Formänderung des Ankerelements
nach einem Aufwärmvorgang, also bei Erreichen der Anker-Schalttemperatur ausgehend
von einer niedrigeren Temperatur erfolgt und nicht während eines Abkühlvorgangs bei
Erreichen der Anker-Schalttemperatur ausgehend von einer höheren Temperatur.
[0045] Das Ankerelement kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, bei Erreichen der Anker-Schalttemperatur
während eines Aufwärmvorgangs seine Form von der ersten Form in die zweite Form zu
verändern, bei einem anschließenden, erneuten Erreichen der Anker-Schalttemperatur
während eines Abkühlvorgangs seine zweite Form jedoch beizubehalten.
[0046] Die Formänderung, die das Ankerelement bei Überschreiten der Anker-Schalttemperatur
vornimmt, kann vielfältig sein. Beispielsweise kann das Ankerelement seine Form von
einer konvexen in eine konkave Form oder umgekehrt verändern. Ebenso ist es denkbar,
dass das Ankerelement sich in einer Richtung ausdehnt und in einer anderen Richtung
verjüngt. Auch komplexere Formänderungen sind denkbar.
[0047] Vorzugsweise ist das Ankerelement dazu eingerichtet, das Schaltwerk in seiner zweiten
Schaltstellung mechanisch zu arretieren, wenn das Ankerelement seine zweite Form aufweist.
[0048] Die erfindungsgemäße Schließsperre arretiert das Schaltwerk also ähnlich wie bei
dem aus der
DE 10 2018 100 890 B3 bekannten Schalter, so dass sich der Schalter nach einmaligem Öffnen und nach Aktivieren
der Schließsperre nicht wieder schließen kann, selbst wenn starke mechanische Erschütterungen
auftreten. Durch die Arretierung des temperaturabhängigen Schalters wird folglich
auch der Schalter arretiert, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym verwendet
wird.
[0049] Der erfindungsgemäße Schalter wird somit an einer Rückschaltung gehindert, sobald
die Schließsperre aktiviert ist, d.h. sobald sich das Schaltwerk in seiner zweiten
Schaltstellung befindet und das Ankerelement seine zweite Form aufweist, in der es
mit dem Gegenhalter zusammenwirkt. Ist die Schließsperre aktiviert, so lässt sich
der Schalter auch bei einem Unterschreiten der Rückschalttemperatur nach dessen Öffnen
nicht mehr schließen. Zwar versucht das temperaturabhängige Schnappteil bei einem
Unterschreiten der Rückschalttemperatur wieder in seine geometrische Tieftemperaturkonfiguration
umzuschnappen und die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten
wiederherzustellen. Dies wird jedoch durch die Schließsperre verhindert. Genauer gesagt,
wird durch das beschriebene Zusammenwirken des Ankerelements mit dem Gegenhalter eine
Gegenkraft erzeugt, die der von dem temperaturabhängigen Schnappteil erzeugten Schließkraft
entgegenwirkt und ein Zurückschalten des Schalters, also ein Schließen des Schalters
nach dessen Öffnung, verhindert.
[0050] Im Gegensatz zu dem aus der
DE 10 2018 100 890 B3 bekannten Schalter hat der erfindungsgemäße Schalter den Vorteil, dass sich die Formänderung
des Ankerelements und damit die Schließsperre reversibel ausgestalten lässt. Es versteht
sich jedoch, dass es sich bei einer derartigen reversiblen Ausgestaltung der Schließsperre
vorliegend nur um ein optionales Merkmal handelt.
[0051] Gemäß einer Ausgestaltung kann das Ankerelement dazu eingerichtet sein, seine Form
bei Unterschreiten einer Anker-Rückschalttemperatur von der zweiten Form in die erste
Form zu verändern, wobei die Anker-Rückschalttemperatur niedriger als die Anker-Schalttemperatur
ist.
[0052] Das Ankerelement kann beispielsweise derart ausgelegt sein, dass die Anker-Rückschalttemperatur
sehr niedrig ist, also beispielsweise in einem Temperaturbereich unterhalb der Raumtemperatur
angesiedelt ist. Die Schließsperre ließe sich dann durch eine entsprechende Kältebehandlung
des Schalters wieder aufheben.
[0053] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Ankerelement ein Bimetallteil auf.
Dieses Bimetallteil kann die beschriebene Formänderung des Ankerelements bewirken.
[0054] Der Vorteil der Verwendung eines Bimetallteils zur Bewirkung der Formänderung des
Ankerelements liegt darin, dass Bimetallteile derartige Formänderungen bei sehr exakt
einstellbaren Schalttemperaturen bewirken können. Zudem handelt es sich um relativ
kostengünstige Bauteile, die dennoch eine sehr hohe technische Zuverlässigkeit bezüglich
deren Schaltverhalten aufweisen. Ebenso lässt sich mit einem solchen Bimetallteil
die Formänderung des Ankerelements reversibel ausgestalten, so dass sich die einmal
aktivierte Schließsperre auch wieder deaktivieren lässt.
[0055] Ähnliches lässt sich anstelle eines Bimetallteils auch durch eine Formgedächtnislegierung
bewirken. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist es daher vorgesehen, dass das
Ankerelement ein Bauteil aus einer Formgedächtnislegierung (Memory-Metall) aufweist.
Grundsätzlich ist es auch möglich, bei dem Ankerelement ein Bimetallteil mit einem
Bauteil aus einer Formgedächtnislegierung zu kombinieren.
[0056] Sofern eine irreversible Schließsperre gewünscht ist, kann die Formgedächtnislegierung
eine Formgedächtnislegierung mit Einweg-Memory-Effekt sein. In diesem Fall handelt
es sich bei dem erfindungsgemäßen Schalter um einen sog. Einmalschalter. Die Formgedächtnislegierung
gestattet nur eine einmalige Formänderung des Ankerelements. Nachdem es bei Überschreiten
der Anker-Schalttemperatur seine Form von der ersten Form in die zweite Form verändert
hat, bewirkt ein erneutes Abkühlen bei einer solchen Formgedächtnislegierung mit Einweg-Effekt
keine erneute Formänderung.
[0057] Alternativ dazu kann die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung mit
Zweiweg-Memory-Effekt sein. Dann handelt es sich bei dem Schalter um einen Schalter
mit Schließsperre, die reversibel ausgestaltet ist, also wieder freigegeben werden
kann. Formgedächtnislegierungen mit Zweiweg-Effekt können sich sozusagen an zwei Formen
erinnern - eine bei hoher und eine bei niedriger Temperatur. Mit einer solchen Zweiweg-Formgedächtnislegierung
kann der Anker bei Erreichen der Anker-Schalttemperatur seine Form von der ersten
Form in die zweite Form verändern und bei einem anschließenden Abkühlen wieder seine
erste Form annehmen, sobald die Anker-Rückschalttemperatur erreicht ist.
[0058] In einer Ausgestaltung weist der Schalter ferner ein Gehäuse auf, wobei entweder
das Ankerelement an einem Teil des Schaltwerks angeordnet oder befestigt ist und der
Gegenhalter an dem Gehäuse angeordnet oder befestigt ist, oder wobei, alternativ dazu,
der Gegenhalter an dem Teil des Schaltwerks angeordnet oder befestigt ist und das
Ankerelement an dem Gehäuse angeordnet oder befestigt ist.
[0059] Mit anderen Worten ist gemäß dieser Ausgestaltung das Ankerelement entweder an dem
Gehäuse angeordnet bzw. befestigt oder an einem Teil des Schaltwerks angeordnet oder
befestigt. Der Gegenhalter ist dementsprechend an dem jeweils anderen Teil (entweder
an dem Teil des Schaltwerks oder an dem Gehäuse) angeordnet bzw. befestigt.
[0060] Durch Aktivieren der Schließsperre wird gemäß dieser Ausgestaltung durch das Zusammenspiel
des Ankers mit dem Gegenhalter ein Teil des Schaltwerks in seiner zweiten Schaltstellung
mit dem Gehäuse gekoppelt bzw. an diesem arretiert. Zur Bewirkung dieser Schließsperren-Funktion
ist es grundsätzlich egal, welches der beiden Bauteile (Ankerelement oder Gegenhalter)
an dem Schaltwerk angeordnet ist und welches der beiden Bauteile an dem Gehäuse angeordnet
ist. In beiden Fällen wird über das Ankerelement und den Gegenhalter eine mechanisch
stabile Schließsperre bewirkt, die das Schaltwerk durch eine mechanische Befestigung
bzw. Arretierung in seiner zweiten Schaltstellung an dem Gehäuse fixiert.
[0061] Vorzugsweise ist der besagte Teil des Schaltwerks, an dem das Ankerelement oder der
Gegenhalter angeordnet oder befestigt ist, das bewegliche Kontaktglied.
[0062] Das bewegliche Kontaktglied eignet sich besonders gut als Bauteil des Schaltwerks,
an dem sich das Ankerelement oder der Gegenhalter anordnen oder befestigen lässt.
Das bewegliche Kontaktglied ist meist das strukturell stabilste Bauteil des Schaltwerks.
Das Ankerelement bzw. der Gegenhalter lässt sich daran stoffschlüssig, beispielsweise
durch Schweißen, Löten oder Kleben, befestigen. Alternativ dazu kann das Ankerelement
bzw. der Gegenhalter auch integral, also einstückig, mit dem beweglichen Kontaktglied
ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil einer weiteren mechanischen Stabilisierung
der Schließsperre.
[0063] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Ankerelement in der
ersten Schaltstellung des Schaltwerks zumindest teilweise in der Öffnung oder auf
einer ersten Seite des Gegenhalters angeordnet ist, und dass das Ankerelement in der
zweiten Schaltstellung des Schaltwerks durch die Öffnung hindurchgesteckt ist und
auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Gegenhalters angeordnet
ist.
[0064] Während des Schaltvorgangs des Schalters, bei dem das temperaturabhängige Schnappteil
aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration
umschnappt, wird das Ankerelement also durch die Öffnung im Gegenhalter hindurchgesteckt.
Wird während des Schaltvorgangs oder danach die Anker-Schalttemperatur überschritten,
so nimmt das Ankerelement seine zweite Form an, in der es nicht mehr durch die Öffnung
passt. Die Schließsperre ist dann aktiviert. Diese bleibt so lange aktiviert, bis
das Ankerelement wieder seine erste Form annimmt, was, wie oben erwähnt, jedoch nicht
zwangsläufig der Fall sein muss. So lange bleibt das Ankerelement durch die Öffnung
hindurchgesteckt auf der zweiten Seite des Gegenhalters.
[0065] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist der Gegenhalter ein im Wesentlichen plattenförmiges
Element mit einem Loch auf, das die Öffnung bildet.
[0066] Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sich ein solches plattenförmiges Element
mit Loch relativ einfach und kostengünstig herstellen lässt und ebenso einfach an
dem Schaltwerk bzw. an dem Gehäuse montieren lässt. Ankerelement und Gegenhalter wirken
dann in der Art eines Ankers mit einer Lochplatte, in die der Anker eingreift, zusammen.
[0067] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Anker-Schalttemperatur
gleich hoch oder höher ist als die Schalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils.
[0068] Sind die beiden Schalttemperaturen gleich hoch gewählt, wird die Schließsperre zum
selben Zeitpunkt aktiviert, zu dem der Schalter öffnet. Ist die Anker-Schalttemperatur
hingegen höher gewählt als die Schalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils,
so wird die Schließsperre erst nach dem Öffnen des Schalters aktiviert. Zwar wird
der Stromkreis beim Öffnen des Schalters unterbrochen. Der Schalter kühlt sich aufgrund
der im zu schützenden Gerät typischerweise verbleibenden Restwärme in der Praxis meist
jedoch noch etwas auf, bevor der Abkühlvorgang beginnt. Die Temperatur schwingt nach
dem Öffnen des Schalters somit etwas über, weshalb man von dem sog. Überschwung-Temperaturbereich
spricht. Es ist daher möglich, die Anker-Schalttemperatur in diesem Überschwung-Temperaturbereich
anzusiedeln.
[0069] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Anker-Rückschalttemperatur
niedriger ist als die Rückschalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils.
[0070] Dies hat den Vorteil, dass bei einem regulären Abkühlen des Schalters nach dessen
Öffnen die Schließsperre auch bei Erreichen bzw. Unterschreiten der Rückschalttemperatur
des temperaturabhängigen Schnappteils aktiviert bleibt. Eine Deaktivierung der Schließsperre
(sofern diese reversibel ausgestaltet ist) lässt sich dann beispielsweise durch eine
entsprechende Kältebehandlung vornehmen. Zum Beispiel kann der Schalter manuell mit
Hilfe eines Kältesprays behandelt werden, wodurch die Schließsperre dann deaktiviert
wird und der Schalter wieder geschlossen wird.
[0071] In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Schalter ein Gehäuse
mit einem von einem Oberteil verschlossenen Unterteil aufweist, wobei an einer Innenseite
des Oberteils der erste stationäre Kontakt oder jeder der beiden stationären Kontakte
angeordnet ist.
[0072] Diese Maßnahme ist konstruktiv an sich bekannt. Sie sorgt bei dem Schalter dafür,
dass beim Montieren des Oberteils an dem Unterteil gleichzeitig auch die geometrisch
richtige Zuordnung zwischen dem ersten Kontakt oder dem ersten und dem zweiten Kontakt
zu dem beweglichen Kontaktglied hergestellt wird.
[0073] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass der Gegenhalter im Inneren
des Gehäuses örtlich zwischen dem temperaturabhängigen Schnappteil und einer Innenbodenfläche
des Unterteils angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass das
Ankerelement an dem beweglichen Kontaktglied angeordnet ist.
[0074] Der Gegenhalter ist dann also im Inneren des Gehäuses unterhalb des Schaltwerks angeordnet.
Vorzugsweise ist der Gegenhalter in dem Gehäuse fix montiert, besonders bevorzugt
ist er kraft,- form- und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden. Eine besonders
einfache Art der Montage des Gegenhalters lässt sich dadurch gewährleisten, dass dieser
im Gehäuse eingeklemmt wird, beispielsweise zwischen zwei Distanzscheiben.
[0075] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Schaltwerk ein temperaturunabhängiges
Federteil aufweist, das mit dem beweglichen Kontaktglied verbunden ist, wobei das
temperaturabhängige Schnappteil bei Überschreiten der Schalttemperatur auf das Federteil
einwirkt und dadurch das bewegliche Kontaktglied von dem ersten Kontakt abhebt. Hierbei
ist es insbesondere bevorzugt, dass das Federteil ein bistabiles Federteil mit zwei
temperaturunabhängigen, stabilen geometrischen Konfigurationen ist.
[0076] Sofern das Federteil als bistabile Federscheibe ausgestaltet ist, ist bevorzugt,
dass die Federscheibe in ihrer ersten stabilen Konfiguration das bewegliche Kontaktglied
gegen den ersten Kontakt drückt und in ihrer zweiten stabilen Konfiguration das bewegliche
Kontaktglied zu dem ersten Kontakt beabstandet hält. Dies hat den Vorteil, dass die
Federscheibe im geschlossenen Zustand des Schalters (in der ersten Schaltstellung
des Schaltwerks) die Schließkraft und damit den Kontaktdruck zwischen dem beweglichen
Kontaktglied und dem ersten Kontakt bewirkt. Dadurch wird das temperaturabhängige
Schnappteil mechanisch entlastet, was dessen Lebensdauer und die Langzeitstabilität
seiner Ansprechtemperatur (Schalttemperatur) positiv beeinflusst.
[0077] Wenn das Federteil als bistabile Federscheibe mit zwei temperaturunabhängig stabilen
geometrischen Konfigurationen ausgestaltet ist, hat dies den zusätzlichen Vorteil,
dass die bistabile Federscheibe den Schalter nach dem Öffnen in seinem geöffneten
Zustand hält. Selbst wenn das temperaturabhängige Schnappteil dann nach Abkühlen des
Schalters auf die Rückschalttemperatur wieder in seine Tieftemperaturkonfiguration
zurück schnappen will, hält die Federscheibe zusätzlich zu der oben beschriebenen
Schließsperre den Schalter in seiner geöffneten Stellung.
[0078] Das temperaturabhängige Schnappteil ist vorzugsweise als bistabile Bi- oder Trimetall-Schnappscheibe
ausgestaltet.
[0079] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass das bewegliche Kontaktglied
ein mit dem ersten Kontakt zusammenwirkendes bewegliches Kontaktteil umfasst und dass
das Federteil mit dem zweiten Kontakt zusammenwirkt, wobei ferner bevorzugt ist, dass
das Federteil zumindest in seiner ersten geometrischen Konfiguration über seinen Rand
elektrisch mit dem zweiten Kontakt in Verbindung steht.
[0080] Diese Konfiguration ist prinzipiell aus der
DE 10 2018 100 890 B3, der
DE 10 2007 042 188 B3 oder der
DE 10 2013 101 392 A1 bekannt. Sie führt dazu, dass das temperaturabhängige Schnappteil in keiner Stellung
des Schalters strombelastet ist, sondern dass der Laststrom des zu schützenden elektrischen
Gerätes durch das Federteil fließt.
[0081] In einer alternativen Ausgestaltung umfasst das bewegliche Kontaktglied ein mit beiden
stationären Kontakten zusammenwirkendes Stromübertragungsglied.
[0082] Hier ist von Vorteil, dass der Schalter erheblich höhere Ströme führen kann als der
aus der
DE 10 2007 042 188 B3 bekannte Schalter. Das an dem Kontaktglied angeordnete Stromübertragungsglied sorgt
nämlich im geschlossenen Zustand des Schalters für den elektrischen Kurzschluss zwischen
den beiden Kontakten, so dass nicht nur das temperaturabhängige Schnappteil, sondern
auch das temperaturunabhängige Federteil jetzt nicht mehr vom Laststrom durchflossen
werden, wie es prinzipiell bereits aus der
DE 10 2013 101 392 A1 bekannt ist.
[0083] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden
Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
[0084] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Schalters in seiner Tieftemperaturstellung;
- Fig. 2
- eine schematische Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Hochtemperaturstellung;
- Fig. 3
- eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Schalters in seiner Tieftemperaturstellung;
- Fig. 4
- eine schematische Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Schalters in seiner Hochtemperaturstellung; und
- Fig. 5
- eine schematische Draufsicht, zur Veranschaulichung des Zusammenwirkens eines Ankerelements
mit einem Gegenhalter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[0085] In Fig. 1 ist in einer schematischen, geschnittenen Seitenansicht ein Schalter 10
gezeigt, der in der Draufsicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist und vorzugsweise
eine kreisrunde Form aufweist.
[0086] Der Schalter 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem ein temperaturabhängiges Schaltwerk
14 angeordnet ist. Das Gehäuse 12 umfasst ein topfartiges Unterteil 16 sowie ein Oberteil
18, das durch einen umgebogenen oder umgebördelten Rand 20 an dem Unterteil 16 gehalten
wird.
[0087] In dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist sowohl das Unterteil 16
als auch das Oberteil 18 aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise aus
Metall. Zwischen dem Unterteil 16 und dem Oberteil 18 ist ein Distanzring 22 angeordnet,
der das Oberteil 18 unter Zwischenlage einer Isolierfolie 24 trägt und das Oberteil
18 gegenüber dem Unterteil 16 beabstandet hält.
[0088] Die Isolierfolie 24 sorgt für eine elektrische Isolation des Oberteils 18 gegenüber
dem Unterteil 16. Ebenso sorgt die Isolierfolie 24 auch für eine mechanische Abdichtung,
die verhindert, dass Flüssigkeiten oder Verunreinigungen von außen in das Gehäuseinnere
eintreten.
[0089] Da das Unterteil 16 und das Oberteil 18 in diesem Ausführungsbeispiel jeweils aus
elektrisch leitendem Material gefertigt sind, kann über ihre Außenflächen thermischer
Kontakt zu einem zu schützenden elektrischen Gerät hergestellt werden. Die Außenflächen
dienen gleichzeitig auch dem elektrischen Außenanschluss des Schalters 10.
[0090] Außen an dem Oberteil 18 kann, wie in Fig. 1 gezeigt, noch eine weitere Isolationsschicht
26 angebracht sein.
[0091] Das Schaltwerk 14 weist ein temperaturunabhängiges Federteil 28 sowie ein temperaturabhängiges
Schnappteil 30 auf. Das Federteil 28 ist vorzugsweise als bistabile Federscheibe ausgestaltet.
Sie weist demnach zwei temperaturunabhängig stabile geometrische Konfigurationen auf.
In Fig. 1 ist deren erste Konfiguration gezeigt. Das temperaturabhängige Schnappteil
30 ist vorzugsweise ebenfalls als bistabile Schnappscheibe ausgestaltet. Diese weist
zwei temperaturabhängige Konfigurationen, eine geometrische Hochtemperaturkonfiguration
und eine geometrische Tieftemperaturkonfiguration auf. In der in Fig. 1 gezeigten
ersten Schaltstellung des Schaltwerks 14 befindet sich die temperaturabhängige Schnappscheibe
30 in ihrer geometrischen Tieftemperaturkonfiguration.
[0092] Die temperaturunabhängige Federscheibe 28 liegt mit ihrem Rand 32 auf einer im Unterteil
16 ausgebildeten umlaufenden Schulter 34 auf und ist zwischen dieser Schulter 34 und
dem Distanzring 22 eingeklemmt. Die temperaturabhängige Schnappscheibe 30 liegt in
ihrer Tieftemperaturkonfiguration, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, mit ihrem Rand 36
auf einem weiteren Distanzring 38 auf.
[0093] Mit ihrem Zentrum 40 ist die temperaturunabhängige Federscheibe 28 an einem beweglichen
Kontaktglied 42 des Schaltwerks 14 festgelegt. Die temperaturabhängige Schnappscheibe
30 ist mit ihrem Zentrum 44 ebenfalls an diesem Kontaktglied 42 festgelegt. Das bewegliche
Kontaktglied 42 weist ein Kontaktteil 46 und einen Ring 45 auf, der auf das Kontaktteil
46 aufgepresst ist. Der Ring 45 weist eine umlaufende Schulter 47 auf, auf der die
Schnappscheibe 30 mit ihrem Zentrum 44 aufliegt. Die Federscheibe 28 ist zwischen
dem Ring 45 und dem oberen, verbreiterten Abschnitt des Kontaktteils 46 eingeklemmt.
Auf diese Weise ist das temperaturabhängige Schaltwerk 14 eine unverlierbare Einheit
aus Kontaktglied 42, Federscheibe 28 und Schnappscheibe 30. Bei der Montage des Schalters
10 kann das Schaltwerk 14 also als Einheit unmittelbar in das Unterteil 16 eingelegt
werden.
[0094] Das Kontaktteil 46 des beweglichen Kontaktglieds 42 arbeitet mit einem festen Gegenkontakt
48 zusammen, der innen an dem Oberteil 18 angeordnet ist. Dieser Gegenkontakt 48 wird
vorliegend auch als erster stationärer Kontakt bezeichnet. Als zweiter stationärer
Kontakt 50 dient die Außenseite des Unterteils 16.
[0095] In der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet sich der Schalter 10 in seiner Tieftemperaturstellung,
in der sich die Federscheibe 28 in ihrer ersten Konfiguration und die Schnappscheibe
30 in ihrer Tieftemperaturkonfiguration befinden. Die Federscheibe 28 drückt dabei
das bewegliche Kontaktglied 42 gegen den ersten stationären Kontakt 48.
[0096] In der geschlossenen Tieftemperaturstellung des Schalters 10 gemäß Fig. 1 ist somit
eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten stationären Kontakt 48 und
dem zweiten stationären Kontakt 50 über das bewegliche Kontaktglied 42 und die Federscheibe
28 hergestellt.
[0097] Erhöht sich nun die Temperatur des zu schützenden Gerätes und damit die Temperatur
des Schalters 10 sowie der darin angeordneten, temperaturabhängigen Schnappscheibe
30, so schnappt diese von der in Fig. 1 gezeigten Tieftemperaturkonfiguration in ihre
konkave Hochtemperaturkonfiguration um, die in Fig. 2 gezeigt ist. Bei diesem Umschnappen
stützt sich die Schnappscheibe 30 mit ihrem Rand 36 an einem Teil des Schalters 10
ab, in diesem Fall an dem Rand 32 der Federscheibe 28. Mit ihrem Zentrum 44 zieht
die Schnappscheibe 30 dabei das bewegliche Kontaktglied 42 nach unten und hebt das
bewegliche Kontaktteil 46 von dem ersten stationären Kontakt 48 ab. Dadurch biegt
sie gleichzeitig die Federscheibe 28 an ihrem Zentrum 40 nach unten durch, so dass
die Federscheibe 28 von ihrer in Fig. 1 gezeigten (ersten stabilen geometrischen Konfiguration)
in ihrer in Fig. 2 gezeigte, zweite geometrisch stabile Konfiguration umschnappt.
Fig. 2 zeigt also die Hochtemperaturstellung des Schalters 10, in der dieser geöffnet
ist. Der Stromkreis ist damit unterbrochen.
[0098] Wenn sich das zu schützende Gerät und damit der Schalter 10 samt der temperaturabhängigen
Schnappscheibe 30 dann wieder abkühlen, so schnappt die Schnappscheibe 30 wieder in
ihre Tieftemperaturkonfiguration um, wie sie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist.
Dann würde die Schnappscheibe 30 die Federscheibe 28 eigentlich wieder in ihre erste,
in Fig. 1 gezeigte Konfiguration zurückbewegen und den Schalter 10 damit wieder schließen.
Dieser Rückschaltvorgang kann bei dem erfindungsgemäßen Schalter 10 jedoch durch eine
Schließsperre 52 verhindert werden.
[0099] Die Schließsperre 52 weist ein temperaturabhängiges Ankerelement 54 und einen mit
dem Ankerelement 54 zusammenwirkenden Gegenhalter 56 auf. In dem Gegenhalter 56 ist
eine Öffnung 58 vorgesehen. Diese Öffnung 58 ist in dem vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel
als Durchgangsloch ausgestaltet.
[0100] Das Ankerelement 54 ist an der Unterseite des beweglichen Kontaktglieds 42 angeordnet.
Es kann mit dem beweglichen Kontaktglied 42 integral verbunden sein. Ebenso ist es
möglich, das bewegliche Kontaktglied 42 und das Ankerelement 54 als zwei separate
Bauteile auszugestalten, die miteinander stoffschlüssig, beispielsweise durch Verschweißen,
Verlöten oder Verkleben, verbunden sind.
[0101] Der Gegenhalter 56 ist vorliegend als plattenförmiges Element ausgestaltet und weist
im Wesentlichen die Form einer Kreisscheibe bzw. Kreisringscheibe auf. Der Gegenhalter
56 ist zwischen dem Distanzring 38 und einem weiteren Distanzring 60, der auf der
Innenbodenfläche 62 des Unterteils 16 angeordnet ist, eingeklemmt. Es versteht sich
jedoch, dass auch andere Arten der Befestigung innerhalb des Gehäuses 12 für den Gegenhalter
56 möglich sind.
[0102] Das Ankerelement 54 ist dazu eingerichtet, seine Form in Abhängigkeit von seiner
Temperatur zu verändern. Das Ankerelement 54 ist insbesondere dazu eingerichtet, seine
Form bei Überschreiten einer vordefinierten Anker-Schalttemperatur von einer ersten
Form in eine zweite Form zu verändern. In der ersten Form, die schematisch in Fig.
1 gezeigt ist, passt das Ankerelement 54 durch die Öffnung 58 in dem Gegenhalter 56.
Das Ankerelement 54 ist in diesem Zustand demnach frei beweglich gegenüber dem Gegenhalter
56. Dementsprechend wird auch das bewegliche Kontaktglied 42 weder durch das Ankerelement
54 noch durch den Gegenhalter 56 an seiner Schaltbewegung innerhalb des Gehäuses 12
gehindert, solange das Ankerelement 54 seine erste Form hat. Die Schließsperre 52
ist solange also noch nicht aktiviert.
[0103] Überschreitet die Temperatur des Ankerelements 54 jedoch die Anker-Schalttemperatur,
so nimmt das Ankerelement 54 seine zweite Form an, in der es nicht mehr durch die
Öffnung 58 in dem Gegenhalter 56 passt. Befindet sich das Schaltwerk 14 dabei in seiner
zweiten Schaltstellung, in der der Schalter 10, wie in Fig. 2 gezeigt, geöffnet ist,
so kann das Ankerelement 54 mit dem Gegenhalter 56 mechanisch verrasten. Da das Ankerelement
54 dann nicht mehr durch die Öffnung 58 hindurchpasst, wird das Ankerelement 54 von
dem Gegenhalter 56 daran gehindert, sich in Fig. 2 wieder nach oben zu bewegen. Dementsprechend
kann sich das bewegliche Kontaktglied 42 ebenfalls nicht mehr auf den ersten stationären
Kontakt 48 zu bewegen, um mit diesem in Kontakt zu treten. Unabhängig von der Stellung
der temperaturabhängigen Schnappscheibe 30 und der temperaturunabhängigen Federscheibe
28 bleibt der Schalter 10 daher geöffnet. Ein erneutes Schließen des Schalters 10
wird durch die Schließstelle 52 verhindert.
[0104] Die Aktivierung der Schließsperre 52 erfolgt vorzugsweise folgendermaßen: Solange
sich das Schaltwerk 14 in seiner ersten Schaltstellung befindet (geschlossener Schalter,
siehe Fig. 1), befindet sich das Ankerelement 54 zumindest teilweise in der Öffnung
58 oder auf einer dem ersten stationären Kontakt 48 zugewandten ersten Seite (obere
Seite in Fig. 1 und 2) des Gegenhalters 56. Dabei sollte das Ankerelement 54 seine
erste Form aufwei sen, in der es durch die Öffnung 58 passt. Anderenfalls könnte das
Ankerelement 54 das Öffnen des Schalters 10, also den Schaltvorgang von der ersten,
geschlossenen Schaltstellung (siehe Fig. 1) in die zweite, geöffnete Schaltstellung
(siehe Fig. 2) unerwünscht verhindern. Die Anker-Schalttemperatur, bei der das Ankerelement
54 seine Form von der ersten Form in die zweite Form verändert, ist daher vorzugsweise
zumindest gleich hoch oder höher gewählt wie die Schalttemperatur der temperaturabhängigen
Schnappscheibe 30. Dies hat zur Folge, dass das Ankerelement 54 erst dann seine zweite
Form annimmt, wenn sich das Schaltwerk 14 in seiner zweiten Schaltstellung befindet
und nicht bereits während das Schaltwerk 14 sich in seiner ersten Schaltstellung befindet.
[0105] Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, die Anker-Schalttemperatur des Ankerelements
54 niedriger zu wählen als die Schalttemperatur der temperaturabhängigen Schnappscheibe
30. In diesem Fall darf das Ankerelement 54 jedoch nicht oberhalb des Gegenhalters
56 angeordnet sein, solange sich das Schaltwerk 14 in seiner ersten Schaltstellung
befindet. Stattdessen muss das Ankerelement 54 dann zwangsläufig in der Öffnung 58
angeordnet sein, solange sich das Schaltwerk 14 in seiner ersten Schaltstellung befindet.
Versucht das Ankerelement 54 seine zweite Form dann bereits schon anzunehmen, bevor
sich das Schaltwerk 14 in seiner zweiten, geöffneten Schaltstellung befindet, so wird
das Ankerelement 54 durch den Gegenhalter 56 so lange an seiner Formänderung gehindert,
wie es sich innerhalb der Öffnung 58 befindet.
[0106] Während des Schaltvorgangs, durch den der Schalter 10 geöffnet wird, wird das Ankerelement
54 durch die als Durchgangsloch ausgestaltete Öffnung 58 hindurchgesteckt. In der
zweiten, geöffneten Schaltstellung des Schalters 10 befindet sich das Ankerelement
54 somit auf einer von dem ersten stationären Kontakt 48 abgewandten zweiten Seite
des Gegenhalters 56 (siehe Fig. 2). Weist das Ankerelement 54 in dieser Stellung seine
zweite Form auf, in der es nicht mehr durch die Öffnung 58 hindurchpasst, so verbleibt
das bewegliche Kontaktglied 42 samt dem Ankerelement 54 in seiner in Fig. 2 gezeigten,
unteren Stellung. Der Schalter 10 ist damit an einer Rückschaltung gehindert.
[0107] Um die beschriebene temperaturabhängige Formänderung des Ankerelements 54 bewirken
zu können, weist dieses vorzugsweise ein Bimetallteil und/oder eine Formgedächtnislegierung
auf. Das Ankerelement 54 kann beispielsweise, ähnlich wie die temperaturabhängige
Schnappscheibe 30, eine Schnappscheibe aus Bimetall aufweisen. Diese Bimetall-Schnappscheibe
des Ankerelements 54 kann in ihrer Tieftemperaturstellung beispielsweise die Form
eines C aufweisen, wie es in Fig. 5 anhand der gestrichelten Linie 64 schematisch
gezeigt ist. Die Öffnung 58 im Gegenhalter 56 hat in dieser Ausgestaltung eine dazu
äquivalente Form, die ebenfalls im Wesentlichen einem C entspricht. In seiner Tieftemperaturstellung
passt die Bimetall-Schnappscheibe des Ankerelements 54 somit durch die Öffnung 58,
wie es aus der in Fig. 5 dargestellten Draufsicht auf den Gegenhalter ersichtlich
ist.
[0108] Bei Überschreiten der Anker-Schalttemperatur schnappt die Bimetall-Schnappscheibe
des Ankerelements 54 dann um in die Form eines umgedrehten C, wie es in Fig. 5 durch
die punktierte Linie 66 schematisch angedeutet ist. Das Ankerelement 54 kann sich
dann nicht mehr durch die Öffnung 58 hindurchbewegen.
[0109] Die Verwendung einer Bimetall-Schnappscheibe zur Erzielung der gewünschten Formänderung
des Ankerelements 54 hat u.a. den Vorteil, dass diese Formänderung, ähnlich wie bei
der Bimetall-Schnappscheibe 30, reversibel ausgestaltet sein kann. Das Ankerelement
54 kann somit bei Erreichen einer Anker-Rückschalttemperatur auch wieder aus seiner
zweiten Form 66 in seine erste Form 64 zurückschnappen. Dies ermöglicht die Erzielung
einer reversiblen Schließsperre 52.
[0110] Beispielsweise können die Bimetall-Schnappscheibe 30 des Schaltwerks 14 und die Bimetall-Schnappscheibe
des Ankerelements 54 derart ausgelegt sein, dass die Anker-Rückschalttemperatur, bei
der der Anker aus seiner zweiten Form 66 zurück in seine erste Form 64 schnappt, niedriger
gewählt ist als die Rückschalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 30. Bei einem
Unterschreiten der Rückschalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 30 versucht die
Bimetall-Schnappscheibe 30 aus ihrer in Fig. 2 gezeigten Hochtemperaturkonfiguration
in ihre in Fig. 1 gezeigte Tieftemperaturkonfiguration zurückzuschnappen. Dies wird
dann jedoch durch die Schließsperre 52 verhindert, da diese bei Unterschreiten der
Rückschalttemperatur der Bimetall-Schnappscheibe 30 nach wie vor aktiviert bleibt.
Durch eine von außen absichtlich durchgeführte Kältebehandlung lässt sich der Schalter
10 jedoch auf eine Temperatur unterhalb der Anker-Rückschalttemperatur abkühlen, wodurch
die Schließsperre 52 aufgehoben und der Schalter 10 geschlossen wird. Um ein unabsichtliches
Aufheben der Schließsperre 52 zu vermeiden, ist es daher bevorzugt, dass die Anker-Rückschalttemperatur
möglichst niedrig gewählt ist, beispielsweise unterhalb von 10 °C.
[0111] Die beschriebenen Formänderungseigenschaften des Ankerelements 54 lassen sich alternativ
auch mit Hilfe einer Formgedächtnislegierung erreichen. Mit derartigen Formgedächtnislegierungen
sind vielfältige, temperaturabhängige Formänderungen möglich.
[0112] Gemäß einer Ausgestaltung kann das Ankerelement 54 mit einer Formgedächtnislegierung
derart ausgelegt sein, dass das Ankerelement 54 bei Erreichen der Anker-Schalttemperatur
seine effektive Breite vergrößert und stattdessen etwas dünner wird.
[0113] Auch eine reversible Art der Ausgestaltung der Schließsperre 52 kann mit Hilfe eines
Ankerelements 54 aus Formgedächtnislegierung ohne weiteres erreicht werden. In diesem
Fall wird lediglich eine Formgedächtnislegierung mit Zweiweg-Memory-Effekt verwendet,
die eine reversible Formänderung des Ankerelements 54 ermöglicht. Bei Erreichen der
Anker-Schalttemperatur ändert die Formgedächtnislegierung ihre Form von der ersten
Form, in der das Ankerelement 54 durch die Öffnung 58 passt, in die zweite Form, in
der das Ankerelement 54 nicht mehr durch die Öffnung 58 passt. Bei einem anschließenden
Unterschreiten der Anker-Rückschalttemperatur sorgt die Formgedächtnislegierung dafür,
dass das Ankerelement 54 wieder seine erste Form annimmt, so dass die Schließsperre
52 aufgehoben ist.
[0114] Durch Verwendung einer Formgedächtnislegierung mit Einweg-Memory-Effekt lässt sich
das Ankerelement 54 und somit auch die Schließsperre 52 alternativ dazu auch irreversibel
ausgestalten. Dies ist insbesondere für die Verwendung in sehr einfachen, kostengünstigen
Schaltern vorteilhaft, die nach einmaligem Öffnen dauerhaft geöffnet bleiben sollen,
um ein erneutes Schließen des Stromkreises des zu schützenden Gerätes aus Sicherheitsgründen
dauerhaft zu verhindern.
[0115] Fig. 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters
10. Die Schließsperre 52 ist hier auf gleiche oder ähnliche Weise wie zuvor erwähnt
ausgestaltet. Die Funktionsweise der Schließsperre 52 wird daher diesbezüglich nicht
nochmals erneut erläutert. Auch ansonsten gleiche oder ähnliche Bauteile wie zuvor
werden nicht nochmals erneut erläutert. Der in Fig. 3 und 4 gezeigte Schalter 10 unterscheidet
sich von dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Schalter jedoch grundsätzlich durch den Aufbau
des Gehäuses 12' sowie des Schaltwerks 14'. Diese Unterschiede werden im Folgenden
kurz erläutert.
[0116] Das Unterteil 16' ist wiederum aus elektrisch leitendem Material. Das flach ausgestaltete
Oberteil 18' ist hier hingegen aus elektrisch isolierendem Material gefertigt. Es
wird durch einen umgebogenen Rand 68 an dem Unterteil 16' gehalten.
[0117] Zwischen dem Oberteil 18' und dem Unterteil 16' ist auch hier ein Distanzring 22'
vorgesehen, der das Oberteil 18' gegenüber dem Unterteil 16' beabstandet hält. Auf
seiner Innenseite weist das Unterteil 18' einen ersten stationären Kontakt 48' sowie
einen zweiten stationären Kontakt 50' auf. Die Kontakte 48' und 50' sind als Nieten
ausgebildet, die sich durch das Oberteil 18' hindurch erstrecken und außen in den
Köpfen 70, 72 enden, die dem Außenanschluss des Schalters 10 dienen.
[0118] Das bewegliche Kontaktglied 42' umfasst hier ein Stromübertragungsglied 74, das in
dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Kontaktteller ist, dessen Oberseite
elektrisch leitend beschichtet ist, so dass er bei der in Fig. 3 gezeigten, geschlossenen
Stellung des Schalters 10 an den Kontakten 48', 50' anliegt und für eine elektrisch
leitende Verbindung zwischen den Kontakten 48' und 50' sorgt. Das Stromübertragungsglied
74 ist über einen Niet 76, der ebenfalls als Teil des Kontaktglieds 42' anzusehen
ist, mit der Federscheibe 28 und der Schnappscheibe 30 verbunden. Bei einem Überschreiten
der Schalttemperatur sorgt die Bimetall-Schnappscheibe 30 des Schaltwerks 14' ähnlich
wie zuvor dafür, dass das Schaltwerk 14' in seine zweite Schaltstellung gebracht wird,
in der das Stromübertragungsglied 74 von den beiden Kontakten 48', 50' beabstandet
gehalten wird und der Stromkreis demnach unterbrochen ist. Diese zweite Schaltstellung
ist in Fig. 4 gezeigt.
[0119] Der wesentliche Vorteil des in Fig. 3 und 4 gezeigten Schaltaufbaus ist darin zu
sehen, dass im Gegensatz zu dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel des
Schalters 10 hier weder durch die Federscheibe 28 noch durch die Schnappscheibe 30
in geschlossenem Zustand des Schalters 10 ein Strom fließt. Dieser fließt in geschlossenem
Zustand des Schalters 10 lediglich von dem ersten Außenanschluss 70 über den ersten
stationären Kontakt 48', das Stromübertragungsglied 74 und den zweiten stationären
Kontakt 50' zu dem zweiten Außenanschluss 72.
[0120] Abschließend sei erwähnt, dass sowohl bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Schalteraufbau
als auch bei dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Schalteraufbau die Schließsperre 52 auch
kinematisch umgekehrt ausgeführt sein kann. Der Gegenhalter 56 kann an dem beweglichen
Kontaktglied 42 bzw. 42' oder einem anderen Bauteil des Schaltwerks 14 bzw. 14' angeordnet
sein, so dass sich der Gegenhalter 56 dann mit dem Schaltwerk 14, 14' mitbewegt. Das
Ankerelement 54 ist in diesem Fall dann an dem Gehäuse 12, 12' befestigt. Beispielsweise
kann das Ankerelement auf der Innenbodenfläche 62 des Unterteils 16, 16' montiert
sein, so dass es dann in der zweiten Schaltstellung des Schaltwerks 14, 14' von unten
durch die Öffnung 58 im Gegenhalter 56 hindurchragt und bei Aktivierung der Schließsperre
52 den Gegenhalter 56 von seiner Oberseite her einhakt.
[0121] Ebenso versteht es sich, dass die Öffnung 58 in dem Gegenhalter 56 nicht zwangsweise
als Durchgangsöffnung ausgestaltet sein muss. Die Öffnung 58 kann auch als eine Art
Hintergriff, Aushöhlung oder Sackloch in dem Gegenhalter 56 ausgestaltet sein. Wichtig
ist lediglich, dass sich das Ankerelement 54 mit dem Gegenhalter 56 verhaken kann,
sobald das Ankerelement 54 seine zweite Form annimmt. Dies ist unabhängig davon, ob
das Ankerelement 54 oder der Gegenhalter 56 an dem Schaltwerk 14, 14' angeordnet ist
und sich mit diesem mitbewegt.
[0122] Es folgt eine Liste weiterer Ausführungsbeispiele:
- (1) Temperaturabhängiger Schalter 10, der einen ersten und einen zweiten stationären
Kontakt 48, 50 sowie ein temperaturabhängiges Schaltwerk 14 mit einem beweglichen
Kontaktglied 42 aufweist, wobei das Schaltwerk 14 in seiner ersten Schaltstellung
das Kontaktglied 42 gegen den ersten Kontakt 48 drückt und dabei über das Kontaktglied
42 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten 48, 50 herstellt
und in seiner zweiten Schaltstellung das Kontaktglied 42 zu dem ersten Kontakt 48
beabstandet hält und damit die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden
Kontakten 48, 50 unterbricht, wobei das temperaturabhängige Schaltwerk 14 ein temperaturabhängiges
Schnappteil 30 aufweist, das bei Überschreiten einer Schalttemperatur aus seiner geometrischen
Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration umschnappt
und bei einem anschließenden Unterschreiten einer Rückschalttemperatur wieder aus
seiner geometrischen Hochtemperaturkonfiguration zurück in seine geometrische Tieftemperaturkonfiguration
umschnappt, wobei ein Umschnappen des temperaturabhängigen Schnappteils 30 aus seiner
geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration
das Schaltwerk 14 aus seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung
bringt und damit den Schalter 10 öffnet, und wobei eine Schließsperre 52 vorgesehen
ist, die ein erneutes Schließen des geöffneten Schalters 10 verhindert, in dem sie
das Schaltwerk 14 in dessen zweiter Schaltstellung hält, sobald sie aktiviert ist,
wobei die Schließsperre 52 ein temperaturabhängiges Ankerelement 54 und einen mit
dem Ankerelement 54 zusammenwirkenden Gegenhalter 56 mit einer Öffnung 58 aufweist,
wobei das Ankerelement 54 dazu eingerichtet ist, seine Form bei Überschreiten einer
Anker-Schalttemperatur von einer ersten Form, in der das Ankerelement durch die Öffnung
58 passt, so dass die Schließsperre 52 nicht aktiviert ist, in eine zweite Form, in
der das Ankerelement 54 nicht mehr durch die Öffnung 58 passt, so dass die Schließsperre
52 aktiviert ist, zu verändern.
- (2) Schalter nach Ausführungsbeispiel 1, wobei das Ankerelement 54 dazu eingerichtet
ist, seine Form bei Unterschreiten einer Anker-Rückschalttemperatur von der zweiten
Form in die erste Form zu verändern, wobei die Anker-Rückschalttemperatur niedriger
als die Anker-Schalttemperatur ist.
- (3) Schalter nach Ausführungsbeispiel 1 oder 2, wobei das Ankerelement 54 ein Bimetallteil
aufweist.
- (4) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, wobei das Ankerelement 54
ein Bauteil aus einer Formgedächtnislegierung aufweist.
- (5) Schalter nach Ausführungsbeispiel 4, wobei die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung
mit Einweg-Memory-Effekt ist.
- (6) Schalter nach Ausführungsbeispiel 4, wobei die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung
mit Zweiweg-Memory-Effekt ist.
- (7) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6, wobei das Ankerelement 54
dazu eingerichtet ist, das Schaltwerk 14 in seiner zweiten Schaltstellung mechanisch
zu arretieren, wenn das Ankerelement 54 seine zweite Form aufweist.
- (8) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 7, wobei der Schalter 10 ferner
ein Gehäuse 12 aufweist, und dass entweder i das Ankerelement 54 an einem Teil des
Schaltwerks 14 angeordnet oder befestigt ist und der Gegenhalter 56 an dem Gehäuse
12 angeordnet oder befestigt ist oder ii der Gegenhalter 56 an dem Teil des Schaltwerks
14 angeordnet oder befestigt ist und das Ankerelement 54 an dem Gehäuse 12 angeordnet
oder befestigt ist.
- (9) Schalter nach Ausführungsbeispiel 8, wobei der besagte Teil des Schaltwerks 14
das bewegliche Kontaktglied 42 ist.
- (10) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 9, wobei das Ankerelement
54 in der ersten Schaltstellung des Schaltwerks 14 zumindest teilweise in der Öffnung
58 oder auf einer ersten Seite des Gegenhalters 56 angeordnet ist, und wobei das Ankerelement
54 in der zweiten Schaltstellung des Schaltwerks 14 durch die Öffnung 58 hindurch
gesteckt ist und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Gegenhalters
56 angeordnet ist.
- (11) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 10, wobei der Gegenhalter
56 ein im Wesentlichen plattenförmiges Element mit einem Loch, das die Öffnung 58
bildet, aufweist.
- (12) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 10, wobei die Anker-Schalttemperatur
gleich hoch oder höher ist als die Schalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils
30.
- (13) Schalter nach Ausführungsbeispiel 2, wobei die Anker-Rückschalttemperatur niedriger
ist als die Rückschalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils 30.
- (14) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 13, wobei der Schalter 10
ein Gehäuse 12 mit einem von einem Oberteil 18 verschlossenen Unterteil 16 aufweist,
wobei an einer Innenseite des Oberteils 18 der erste stationäre Kontakt 48 oder jeder
der beiden stationären Kontakte 48, 50 angeordnet ist.
- (15) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 14, wobei der Gegenhalter
56 im Inneren des Gehäuses 12 örtlich zwischen dem temperaturabhängigen Schnappteil
30 und einer Innenbodenfläche 62 des Unterteils 16 angeordnet ist.
- (16) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 15, wobei das Schaltwerk 14
ein temperaturunabhängiges Federteil 28 aufweist, das mit dem beweglichen Kontaktglied
42 verbunden ist, wobei das temperaturabhängige Schnappteil 30 bei Überschreiten der
Schalttemperatur auf das Federteil 28 einwirkt und dadurch das bewegliche Kontaktglied
42 von dem ersten Kontakt 48 abhebt.
- (17) Schalter nach Ausführungsbeispiel 16, wobei das Federteil 28 ein bistabiles Federteil
mit zwei temperaturunabhängigen, stabilen geometrischen Konfigurationen ist.
- (18) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 17, wobei das temperaturabhängige
Schnappteil 30 eine Bi- oder Trimetall-Schnappscheibe ist.
- (19) Schalter nach Ausführungsbeispiel 16 oder 17, wobei das bewegliche Kontaktglied
42 ein mit dem ersten Kontakt 48 zusammenwirkendes bewegliches Kontaktteil 46 umfasst,
und dass das Federteil 28 mit dem zweiten Kontakt 50 zusammenwirkt.
- (20) Schalter nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 19, wobei das bewegliche Kontaktglied
42' ein mit beiden stationären Kontakten 48', 50' zusammenwirkendes Stromübertragungsglied
74 umfasst.
1. Temperaturabhängiger Schalter (10), der einen ersten und einen zweiten stationären
Kontakt (48, 50) sowie ein temperaturabhängiges Schaltwerk (14) mit einem beweglichen
Kontaktglied (42) aufweist, wobei das Schaltwerk (14) in seiner ersten Schaltstellung
das Kontaktglied (42) gegen den ersten Kontakt (48) drückt und dabei über das Kontaktglied
(42) eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Kontakten (48, 50) herstellt
und in seiner zweiten Schaltstellung das Kontaktglied (42) zu dem ersten Kontakt (48)
beabstandet hält und damit die elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden
Kontakten (48, 50) unterbricht, wobei das temperaturabhängige Schaltwerk (14) ein
temperaturabhängiges Schnappteil (30) aufweist, das bei Überschreiten einer Schalttemperatur
aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische Hochtemperaturkonfiguration
umschnappt und bei einem anschließenden Unterschreiten einer Rückschalttemperatur
wieder aus seiner geometrischen Hochtemperaturkonfiguration zurück in seine geometrische
Tieftemperaturkonfiguration umschnappt, wobei ein Umschnappen des temperaturabhängigen
Schnappteils (30) aus seiner geometrischen Tieftemperaturkonfiguration in seine geometrische
Hochtemperaturkonfiguration das Schaltwerk (14) aus seiner ersten Schaltstellung in
seine zweite Schaltstellung bringt und damit den Schalter (10) öffnet, und wobei eine
Schließsperre (52) vorgesehen ist, die ein erneutes Schließen des geöffneten Schalters
(10) verhindert, in dem sie das Schaltwerk (14) in dessen zweiter Schaltstellung hält,
sobald sie aktiviert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schließsperre (52) ein temperaturabhängiges Ankerelement (54) und einen mit dem
Ankerelement (54) zusammenwirkenden Gegenhalter (56) mit einer Öffnung (58) aufweist,
wobei das Ankerelement (54) dazu eingerichtet ist, seine Form bei Überschreiten einer
Anker-Schalttemperatur von einer ersten Form, in der das Ankerelement durch die Öffnung
(58) passt, so dass die Schließsperre (52) nicht aktiviert ist, in eine zweite Form,
in der das Ankerelement (54) nicht mehr durch die Öffnung (58) passt, so dass die
Schließsperre (52) aktiviert ist, zu verändern.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (54) dazu eingerichtet ist, seine Form bei Unterschreiten einer
Anker-Rückschalttemperatur von der zweiten Form in die erste Form zu verändern, wobei
die Anker-Rückschalttemperatur niedriger als die Anker-Schalttemperatur ist.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (54) ein Bimetallteil aufweist.
4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (54) ein Bauteil aus einer Formgedächtnislegierung aufweist.
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung mit Einweg-Memory-Effekt
ist.
6. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgedächtnislegierung eine Formgedächtnislegierung mit Zweiweg-Memory-Effekt
ist.
7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (54) dazu eingerichtet ist, das Schaltwerk (14) in seiner zweiten
Schaltstellung mechanisch zu arretieren, wenn das Ankerelement (54) seine zweite Form
aufweist.
8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (10) ferner ein Gehäuse (12) aufweist, und dass entweder (i) das Ankerelement
(54) an einem Teil des Schaltwerks (14) angeordnet oder befestigt ist und der Gegenhalter
(56) an dem Gehäuse (12) angeordnet oder befestigt ist oder (ii) der Gegenhalter (56)
an dem Teil des Schaltwerks (14) angeordnet oder befestigt ist und das Ankerelement
(54) an dem Gehäuse (12) angeordnet oder befestigt ist.
9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Teil des Schaltwerks (14) das bewegliche Kontaktglied (42) ist.
10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerelement (54) in der ersten Schaltstellung des Schaltwerks (14) zumindest
teilweise in der Öffnung (58) oder auf einer ersten Seite des Gegenhalters (56) angeordnet
ist, und wobei das Ankerelement (54) in der zweiten Schaltstellung des Schaltwerks
(14) durch die Öffnung (58) hindurch gesteckt ist und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden
zweiten Seite des Gegenhalters (56) angeordnet ist.
11. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (56) ein im Wesentlichen plattenförmiges Element mit einem Loch,
das die Öffnung (58) bildet, aufweist.
12. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anker-Schalttemperatur gleich hoch oder höher ist als die Schalttemperatur des
temperaturabhängigen Schnappteils (30), und/oder dass die Anker-Rückschalttemperatur
niedriger ist als die Rückschalttemperatur des temperaturabhängigen Schnappteils (30).
13. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (10) ein Gehäuse (12) mit einem von einem Oberteil (18) verschlossenen
Unterteil (16) aufweist, wobei an einer Innenseite des Oberteils (18) der erste stationäre
Kontakt (48) oder jeder der beiden stationären Kontakte (48, 50) angeordnet ist.
14. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (56) im Inneren des Gehäuses (12) örtlich zwischen dem temperaturabhängigen
Schnappteil (30) und einer Innenbodenfläche (62) des Unterteils (16) angeordnet ist.
15. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltwerk (14) ein temperaturunabhängiges Federteil (28) aufweist, das mit dem
beweglichen Kontaktglied (42) verbunden ist, wobei das temperaturabhängige Schnappteil
(30) bei Überschreiten der Schalttemperatur auf das Federteil (28) einwirkt und dadurch
das bewegliche Kontaktglied (42) von dem ersten Kontakt (48) abhebt.