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Schaftartiger Dilatationsthermostat
Die Erfindung bezieht sich auf einen schaftartigen Dilatationsthermostaten mit einer Hebelüber- setzung, insbesondere für elektrische Backöfen, elektrische Wasserheizer u. dgl.
Eine ganze Reihe von schaftartigen Dilatationsthermostaten ist bereits bekannt, doch weisen die be- kannten Konstruktionen dieser Geräte verschiedene Nachteile auf. Im weiteren werden einige Haupt- merkmale dieser Konstruktionen beschrieben und ihre Nachteile angeführt.
Es ist z. B. ein Thermostat bekannt, bei dem die Übersetzung durch einen Winkelhebel erfolgt, der um einen, mit dem Thermostatkörper fest verbundenen Punkt drehbar ist und durch eine Feder gegen die
Spitze einer Regelschraube gezogen wird. An dem Winkelhebel ist ein Schalter befestigt. Der Nachteil dieser Anordnung beruht darin, dass der Invarstab des Temperaturfühlers auf Knickung beansprucht ist und dementsprechend dimensioniert sein muss. Wenn die Temperatur einen höheren Wert erreicht als durch die Regelschraube eingestellt ist, drückt der Invarstab auf den Schalterknopf und spannt die Feder. Bei der
Wahl der Abschalttemperatur wird auch der Zug dieser Feder geändert.
Wenn die Feder eine geringe Zug- kraft ausübt und die zum Umschalten erforderliche Kraft grösser ist, dann wird an Stelle einer Umschaltung der ganze Hebel samt dem Schalter gehoben, was sich insbesondere bei einer höheren Temperatur des Mediums bemerkbar macht.
Bei einer weiteren Thermostattype wird die Dilatation des Fühlers auf den Schalter mittels eines Invarstabes über zwei Hebel übertragen, die um mit dem Thermostatkörper verbundene Punkte drehbar sind. Ein Nachteil dieser Anordnung liegt darin, dass, wenn die Fühlertemperatur die durch die Regelschraube eingestellte Temperatur übersteigt, die Hebelübersetzung deformiert wird, was Störungen zur Folge hat. Dieser Mangel kann durch eine elastische Lagerung der Spitze der Regelschraube behoben werden, was jedoch in konstruktiver Hinsicht eine mühsame Arbeit darstellt.
Bei einer andern Ausbildung des Thermostaten ist auf dem Übersetzungshebel, der sich um einen mit dem Thermostatkörper fest verbundenen Punkt dreht, ein Schalter befestigt, wobei die Dilatation des Fühlers mittels einer Feder auf den Schalterknopf übertragen wird. Die Abschalttemperatur wird durch Drehung einer Regelschraube geändert, die auf den Hebel drückt und ihn um einen festen Punkt dreht.
Der Nachteil der Anordnung besteht darin, dass die Herstellung der, elastischen Spitze des Invarstabes sich äusserst mühsam gestaltet. Wenn die Temperatur des Fühlers die eingestellte Abschalttemperatur übersteigt, wird die Feder stets mehr zusammengedrückt und der Abschaltmechanismus immer mehr beansprucht. Der Invarstab wird auf Knickung beansprucht. Diese Konstruktion kann vorteilhaft hauptsächlich bei Thermostaten Verwendung finden, wo den dilatierenden Werkstoff eine Flüssigkeit bildet.
Einige weitere Thermostaten weisen derart konstruierte Übersetzungen auf, dass durch Drehung der Regelschraube der Übersetzungshebel um einen mit dem Thermostatkörper fest verbundenen Punkt gedreht wird, wobei sich mit dem Hebel zugleich der Drehpunkt des zweiten Übersetzungshebels dreht, der den Schalter und die Einrichtung zur Aufhängung des Invarstabes trägt. Das freie Ende des ersten Übersetzungshebels wird durch eine Feder gestützt. Durch Zug des Invarstabes kommt es zum Umschalten des Schalters. Einen Nachteil dieser Anordnung bildet erstens die komplizierte Hebelübersetzung und
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zweitens die Bedingung, dass die Feder genügend steif sein muss, damit es nicht zur Zusammendrückung derselben anstatt zur Umschaltung des Schalters kommt.
Bei dieser Konstruktion ist die Feder bei verschieden eingestellten Temperaturen auch in verschiede- dem Masse zusammengedrückt und ihre Zusammendrückung kann die Abschalttemperatur beeinflussen.
Die Nachteile der bisher bekannten Konstruktionen von Dilatationsthermostaten werden im wesent- lichen durch den erfindungsgemässen, stengelartigen Dilatationsthermostaten beseitigt.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der schaftartige Dilatationsthermostat nur einen einzigen Übersetzungshebel enthält.
Der Übersetzungshebel ist in bezug auf den Thermostatkörper in beweglichen Punkten gelagert, wobei die beweglichen Lagerpunkte zugleich die Berührungspunkte des Übersetzungshebels mit der Betätigungs- einrichtung des Schalters, insbesondere mit einem Mikroschalter, mit dem einen Ende des Temperatur- fühlers und mit dem Schalttemperaturwähler sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem schematischen Längsschnitt dar- gestellt. Die beispielsweise Ausführung ist folgendermassen angeordnet :
An dem Thermostatkörper 20 ist ein mit Anschlusskontakten 11 und einem Drücker 12 ver- sehener Mikroschalter 10 angeschlossen. Im Körper 20 befindet sich eine Führung für eine Regel- schraube 23, ein Lager zur Anbringung einer Feder 27 und eine Öffnung für einen Invarstab 32 des Temperaturfühlers 30. Ein Übersetzungshebel 21 wird an einer Seite von einer Feder 26 ge- gen eine Schraubenmutter 24 der Regelschraube 23 angedrückt, wobei an dieser Stelle der Hebel schwingbar gelagert ist und an seiner andern Seite wird der Hebel durch die Feder 27 gegen den Drük- ker 12 angedrückt.
Der Druck der Feder 27 wird derart gewählt, um zur Umschaltung des Momentmechanismus des
Mikroschalters 10 zu genügen. Die Schraubenmutter 24 ist derart ausgeführt, dass sie eine Bewegung lediglich in der Achsenrichtung der Regelschraube 23 ausführt. Der Übersetzungshebel 21 ist noch mit einer Einrichtung 22 zur Aufhängung des Invarstabes 32 versehen. Der Temperaturfühler 30 besteht aus einem dilatierenden Mantel 31 und dem Invarstab 32. An einem seiner Enden ist der
Invarstab 32 mit dem dilatierenden Mantel 31 fest verbunden, während er an seinem andern Ende aus dem dilatierenden Mantel 31 frei heraustritt, durch eine Öffnung im Thermostatkörper 20 hin- durchgeht und in der Einrichtung 22 auf dem Übersetzungshebel 21 aufgehängt ist. Das andere Ende des dilatierenden Mantels 31 ist an der Stelle der Öffnung mit dem Thermostatkörper 20 fest ver- bunden.
Der beschriebene Thermostat arbeitet folgendermassen :
Je nach der Lage der Schraubenmutter 24 ist eine grössere oder kleinere Ausdehnung des dilatieren- den Mantels 31, demnach eine höhere oder niedrigere Temperatur erforderlich. damit der Invarstab 32
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gelknopfes 25 wird die Schraubenmutter 24 entlang der Regelschraube 23 bewegt.
Zur Erhöhung der Abschalttemperatur wird die Schraubenmutter 24 abwärts, zur Herabsetzung der Abschalttemperatur dagegen in Aufwärtsrichtung bewegt.
Der Invarstab 32 überträgt die Dilatationen des Mantels 31 auf den Übersetzungshebel 21.
Wenn die Temperatur des Fühlers 30 die eingestellte Abschalttemperatur erreicht, übt der Invarstab 32 eine Zugwirkung auf den Hebel 21 aus, welcher um die Schraubenmutter 24 ausschwingt, wobei sein anderes Ende die Feder 27 zusammendrückt und somit den Drücker 12 freisetzt. Dadurch kommt es zurAbschaltung des an die Klemmen 11 angeschlossenen Stromkreises. Wenn die Temperatur sinkt, setzt der Invarstab 32 den Hebel 21 frei, die Feder 27 presst den Drücker 12 zurück und der Stromkreis wird geschlossen.
Der Thermostat gemäss der Erfindung weist eine ganze Reihe von vorteilhaften Eigenschaften auf, von denen die wichtigsten im folgenden erwähnt werden :
Der Mikroschalter wird beim Verstellen der Temperatur nicht bewegt, so dass seine festen Klemmen unmittelbar zur Schaltung an den Stromkreis verwendet werden können.
Der Druck auf den Drücker des Schalters ist stets derselbe und ändert sich weder beim Umstellen der Temperatur noch mit der Dilatation des Fühlers.
Wenn die Temperatur des Fühlers die eingestellte Abschalttemperatur selbst weitaus übersteigt, kommt es zu keiner Deformation des Mechanismus, sondern es wird bloss die Feder zusammengedrückt.
Der Invarstab wird auf Zug beansprucht und kann deshalb geringere Ausmasse aufweisen.
Der Regelknopf braucht kein grosses Moment zu seiner Drehung.
Die Hebelübersetzung kann durch Umlagerung der Zugstelle des Invarstabes leicht geändert werden.
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Die Erfindung kann bei vielen weiteren Ausführungen von Thermostaten Anwendung finden und in allen Fällen kommen ihre vorteilhaften Eigenschaften zur Geltung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaftartiger Dilatationsthermostat mit einer Hebelübersetzung, dadurch gekennzeichnet, dass er nur einen einzigen Übersetzungshebel (21) enthält, welcher in bezug auf den Thermostatkörper (20) in beweglichen Punkten gelagert ist, wobei die beweglichen Lagerpunkte zugleich die Berührungspunkte des Übersetzungshebels (21) mit der Betätigungseinrichtung des Schalters, insbesondere mit einem Mikroschalter (10), mit dem einen Ende des Temperaturfühlers (32) und mit dem Wähler (23-26) der Schalttemperatur sind.