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Elektrischer Schalter
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit einem feststehendenKontaktelementsowieeiner durch ein Bimetallstück antreibbaren, blattförmigen Kontaktfeder, die zwischen dem feststehenden Kon- taktelement und einem nachgiebigen Pufferglied hin-und herschwenkbar ist und unter Einfluss einer ge- spannten Feder jeweils augenblicklich von der einen in die andere Stellung kippt. Diese gespannte Feder steht mit einem Antriebsorgan in Verbindung, welches die Richtung ihrer Kraftwirkung in Abhängigkeit von den Änderungen einer physikalischen Grösse - wie etwa Temperatur, Druck, Pegelstand usw. - auf- nimmt. Bei diesen Schaltern tritt beim Öffnen und Schliessen kein Lichtbogen auf, wie dies bei andern
Ausführungsformen infolge der schleichenden Bewegung der Kontakte der Fall ist.
Bei derart aufgebautenSchaltern wird durch das eingesetzte nachgiebige Pufferglied beim Öffnen die
Kontaktfeder elastisch aufgefangen und dabei mechanische Energie gespeichert, welche bei abnehmender Temperatur das durch das Bimetall verursachte Kippen der Kontaktfeder in die Schliessstellung unterstützt, so dass die Kontaktfeder schon vor Erreichen des geometrischen Totpunktes kippt. Dadurch wird bei Ein- bau derSchalter in selbsttätige Thermostatanlagen bereits eine Verengung der Regelgrenzen erreicht. Bei den bisher bekanntenAusführungsformen dieserSchalter tritt nur bei abnehmender Temperatur, wenn sich die Kontaktfeder langsam ihrer Totlage vor dem Kippen in die Schliessstellung nähert, zwischen Pufferglied und Kontaktfeder eine Reibung auf, die vom Bimetall zusätzlich kompensiert werden muss.
Das Schliessen des Schalters erfolgt daher erst bei einer grösseren Temperaturdifferenz als dies beim Fehlen dieser Reibung der Fall wäre.
Nach der Erfindung wird nun bei elektrischen Schaltern der eingangs beschriebenen Art dieser Nachteil vermieden und eine wesentliche Verringerung des Regelintervalls dadurch erreicht, dass das Pufferglied eine zur Kontaktfeder annähernd parallel verlaufende Blattfeder ist, deren Befestigungsstelle mit jener der Kontaktfeder zusammenfällt und derenFedereigenschaften mit jenen der Kontaktfeder annähernd übereinstimmen.
Bei dieser Ausbildung des elektrischen Schalters beschreiben die aneinanderliegenden Abschnitte der Kontaktfeder und der als Pufferglied dienenden Blattfeder im wesentlichen übereinstimmende Kreisbogen, so dass praktisch keine gegenseitige Verschiebung und auch keine Reibung dieser aneinanderliegenden Teile auftritt und somit das Bimetall auch keine zusätzliche Energie aufzubringen braucht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des elektrischen Schalters dient die die Kippbewegung auslösende Feder zugleich auch als Antriebsverbindung zwischen dem Bimetallstück und der Kontaktfeder und letzterer ist auf der Seite des Puffergliedes ein fester Anschlag zur Begrenzung der Öffnungsweite des Kontaktes zugeordnet. Durch diese Begrenzung der Öffnungsweite des Kontaktes wird ein unnötig weites Hinausgehen von Kontaktfeder und Bimetall über die Totlage verhindert und dadurch wieder für die umgekehrte Bewegung ein zusätzlicher Energieaufwand für das Spannen der Auslösefeder vermieden. Das Entspannen der Auslösefeder wird also in den für das Funktionieren des Schalters günstigsten Grenzen gehalten.
In der Zeichnung ist einAusführungsbeispiel eines erfindungsgemäss ausgebildeten TemperaturreglerSchalters in Seitenansicht in Fig. 1 in kaltem Zustand und in Fig. 2 in warmem Zustand dargestellt ; weiters zeigen Fig. 3 das Schaltschema des zugehörigen Heizstromkreises ; Fig. 4 das Diagramm des mit diesem Schalter erzielten Temperaturverlaufes im Vergleich mit demjenigen bei Verwendung eines bisher
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Bimetallstück 16 zum Kippen der Kontaktfeder 19 nach oben weniger Kraft aufbringen muss und folglich einer geringeren-Deformation bedarf als dies ohne die Blattfeder 22 der Fall wäre. Das Schliessen des Reg- lerschalters erfolgt daher bei einer nur verhältnismässig wenig unter dem Wert Ti liegenden Temperatur
T2, die z. B. 760 C beträgt.
Würde die Blattfeder 22 weggelassen, wie das bei früheren Ausbildungen des
Temperaturregler-Schalters der Fall war, so wäre eine Abkühlung des Aggregates 25 auf eine Temperatur
13 von etwa 620 C nötig, bis der Schalter den Stromkreis wieder schliessen würde. Wenn die obere Grenz- temperatur Tl wieder erreicht ist, unterbricht der Kippschalter den Stromkreis erneut usw. Fig. 4 zeigt, dass mittels des Reglerschalters 27 die Temperatur des Aggregates 25 auf einer verhältnismässig konstanten
Temperatur gehalten wird, die im vorliegenden Beispiel im Mittel etwa 800 C beträgt und nur geringe
Schwankungen nach oben und nach unten aufweist.
Wollte man eine ähnlich konstante Temperaturregelung mit Hilfe des bekannten Reglerschalters er- zielen, bei welchem die Blattfeder 22 fehlt, so müssten die Einstellschrauben 13 und 24 so verändert wer- den, dass der Öffnungsweg des beweglichen Kontaktstückes 20 beträchtlich kleiner und der Kontaktdruck niedriger wird. Beides ist für das Funktionieren des Reglerschalters nachteilig, weil einerseits bei gleicher Schaltleistung die Gefahr der Lichtbogenbildung zwischen den Kontaktelementen 13 und 20 beim Öffnen des Schalters besteht und anderseits der Übergangswiderstand bei geschlossenem Schalter grösser ist.
Durch die beschriebene Anordnung der Blattfeder 22 erreicht man, dass zum Herbeiführen der Kippbewegung der Kontaktfeder 19 in ihre obere Schliesslage eine geringere Kraft nötig ist als für ihre Bewegung in die untereOffenlage. Das ist der Grund für die kleine Differenz zwischen den Grenztemperaturen Tl und Tz, die mittels des Schalters gemäss der Erfindung erzielt werden kann, wie auch für den ausreichend grossen Kontaktdruck zwischen den Kontaktelementen 13 und 20, wenn der Schalter geschlossen ist.
Temperaturregler-Schalter der beschriebenen Art eignen sich beispielsweise zum Einbau in elektrischen Heizkissen, da sie mit geringen Abmessungen hergestellt werden können.
An Stelle der Blattfeder 22 kann der Schalter ein anderes elastisch nachgiebiges Pufferglied aufweisen, das z. B. die in Fig. 5 gezeigte Ausbildung hat. Danach ist die Schraube 14 mit einem Hohlraum 30 versehen, in welchen ein Bolzen 31 eingreift, der im Hohlraum 30 längsverschiebbar geführt ist und unter dem Einfluss einer ebenfalls im Hohlraum 30 angeordneten Druckfeder 32 steht. Diese Feder 32 ist bestrebt, den Bolzen 31 nach oben zu schieben, bis eine Schulter des Bolzens an einer eingebördelten Partie 33 der Schraube 14 anschlägt. Der obere Endteil des Bolzens 31 ragt dann ein Stück weit aus der Schraube 14 heraus, hat jedoch einen gewissen Abstand von der Kontaktfeder 19, wenn diese mit ihrem beweglichen Kontaktelement 20 an dem feststehenden Kontaktelement 13 anliegt.
Wenn die Kontaktfeder 19 jedoch nach unten kippt, so drückt sie denBolzen 31 entgegen dem Einfluss der Feder 32 so weit in den Hohlraum der Schraube 14 hinein, bis ein fester Anschlag für die Kontaktfeder 19 entsteht. Die in der Feder 32 gespeicherte mechanische Energie unterstützt das Zurückkippen der Kontaktfeder 19, so dass hiefür das Bimetallstück 16 weniger Kraft aufbringen muss. Man erreicht folglich die gleiche vorteilhafte Wirkung wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l und 2.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform kann der elastische Puffer durch einen Klotz aus weichelastischem Material, wie z. B. Schaumgummi od. dgl., bestehen. Der feste Anschlag kann gegebenenfalls durch den ganz zusammengepressten elastischen Puffer selbst gebildet werden.
Die Erfindung ist nicht auf Temperaturregler-Schalter beschränkt. An Stelle des Bimetallstückes 16 kann ein anderes Antriebsorgan zum Betätigen der Kontaktfeder 19 mittels der Feder 23 vorhanden sein,
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worfene Waage usw.
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