Temperatur-Momentschalter mit Tastkontakten für elektrische Apparate. Bekannt gewordene Temperatur-Moment- schalter mit Tastkontakten für elektrische Apparate, bei welchen die Steuerung zufolge Temperatureinflusses auf zwei verschiedene sich ausdehnende Metalle, wie zum Beispiel Invar und Messing, erfolgt, haben verschie dene Nachteile. Zufolge der unmittelbaren Verbindung derartiger Stab-Temperaturregler durch die Metallstäbe mit dem Reglerkopf treten an diesem so hohe Temperaturen auf, dass die Genauigkeit der Regelung beein trächtigt wird.
Besonders bei einer erst maligen Aufheizung tritt leicht die so genannte Überregulierung auf. Zudem ist das Anbringen eines solchen Stab-Temperatur- reglers umständlich sowie teuer und führt zu Wärmeverlusten.
Zu diesen schon bei Reguliertemperaturen von zirka 90 vorhan denen Nachteilen kommt bei grösseren Tem peraturen von zum Beispiel über 200 C noch dazu, dass der Unterschied in der Aus dehnung der bisher verwendeten Metallpaare, wie zum Beispiel Messing und Invar, immer kleiner wird; es hängt dies damit zusam- men, dass Invar mit 36 % Ni, das bis 100 einen Ausdehnungskoeffizient von 2.I0-6 aufweist, bei 200-300 einen solchen von l2.10-6 hat, oder bei 300-400 einen sol chen von 17.10-6 (also so gross wie Messing) aufweist.
Es wird deshalb bei ansteigender Temperatur der Regler weniger empfindlich, unter Umständen sogar labil.
Man hat versucht, diese Nachteile durch besondere Stab-Bauarten und Verwendung anderer Metalle zu beseitigen. Es entstun- den teure Ausführungen, .ohne dass alle Nachteile beseitigt wurden.
Um genannte Nachteile auf verhältnis mässig einfache Weise vollständig zu be heben, geht die vorliegende Erfindung von einem mit Tastkontakten versehenen Tem- peratur-Momentschalter für elektrische Ap parate aus, bei welchem der bewegliche Kontakt an einem unter Federwirkung stehenden Kipphebel angeordnet ist, der durch eine zwischen zwei Endlagen beweg liche und ebenfalls unter Federwirkung stehende, an einem beweglichen Steuer- organ gelagerte Schnappvorrichtung ge steuert und während des Überganges dieser Vorrichtung von einer Endstellung in die andere durch dieselbe derart beeinflusst wird,
da.ss der bewegliche Kontakt so lange gegen einen feststehenden Kontakt gepresst wird, bis die Schnappvorrichtung in die andere Endstellung hinübers@chnappt und dabei den Kipphebel von einer Endstellung in die andere reisst. Gemäss der Erfindung ist das bewegliche Steuerorgan infolge elastischer Formveränderung eines Flüssig keitsbehälters betätigbar, indem dieser durch eine Kapillare mit einem ebenfalls mit der selben Flüssigkeit gefüllten starren Fühl- sack verbunden ist, welcher dazu bestimmt ist, in der Zone, durch deren Temppraturen der Momentschalter gesteuert wird, ange ordnet zu werden.
Ein solcher Momentschalter kann ohne Umstände und ohne Einbusse an Schalt genauigkeit an einer Stelle angeordnet wer den, wo nur mässige und dabei nicht stark, veränderliche Temperaturen vorkommen. In folge geringen Querschnittes der Kapillare entstehen durch letztere nur sehr geringe Wärmeverluste.
In der Zeichnung ist der Erfindungs gegenstand in beispielsweisen Ausführungs formen veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt zum Teil schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 stellt einen Teil einer andern Aus führungsform dar, und Fig. 3 zeigt ein Arbeitsdiagramm.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Steuerhebel des bekannten Teils des Momentschalters. Dieser Steuerhebel 1 ist bei \? drehbar ge lagert und steht unter dem Einfluss einer Zugfeder 3, die ihn in der gezeichneten Stel lung zu halten sucht. An dem Steuerhebel ist bei 5 ein zweiarmiger Hebel 4 drehbar gelagert, dessen einer Arm ein aus Isolier material bestehendes gegabeltes Ende 6 auf weist, während das freie Ende des andern Armes bei 7 an eine Stange 8 angelenkt ist, die in einer am Hebel 1 angeordneten Führung 9 beweglich gelagert ist.
Eine auf die Stange 8 geschobene und zwischen der Führung 9 und dem Gelenk 7 unter Vor spannung angeordnete Druckfeder 10 hat das Bestreben, die aus dem Hebel 4 und der Stange 8 bestehende Schnappvorrichtung in der gezeichneten Stellung, in welcher die Stange 8 mit dem Hebel 4 einen Winkel bildet, zu halten.
Das gegabelte Ende 6 des Hebels 4 steht in Eingriff mit dem freien Ende eines Kipp hebels 11, der bei 1? drehbar gelagert ist. Dieser Kipphebel 11, welchen eine Zugfeder 13 in der gezeichneten Stellring zu halten sucht, trägt den beweglichen Kontakt 14. Der veranschaulichte Momentschalter stellt einen Umschalter dar, welcher die beiden feststehenden Kontakte 15 und 16 besitzt.
Die Kontakte 14, 15 Lind 16 wirken -als Tastkonta.kte. Im gezeichneten Zustand liegt der bewegliche Kontakt 14 Linter dem Ein fluss der Feder 1.3 an dem feststehenden Kontakt 16 an.
Am Steuerhebel 1 des beschriebenen be kannten Teils des Scba.lters steht mit ihrem freien Ende eine Hilfsstange 17 an, welche eine Führung 18 durchsetzt. Die Hilfsstange 17 ist mit ihrem andern Ende an einer Platte 19 befestigt, welche einen Behälter oben abschliesst, dessen Mantel durch einen Faltbalg; 20 gebildet ist.
An den Boden 21 des so gebildeten, Flüssigkeit enthaltenden Behälters ist eine Kapillare '22 angeschlos sen, welche mit einem Fühlsac.lk 23 verbun den ist, der vollständig mit Flüssigkeit ge füllt: ist und unmittelbar bei dem zu über wachenden elektrischen Apparat anzuordnen ist, dessen Temperatur geregelt werden soll; dieser Fühlsaeh \? 3 besteht zweckmässig aus einem starren, zylindrischen Röhrchen mit guter Z@Tärmeiibertra.gung. Auf der Ab schlussplatte 19 des infolge des Balges 20 formverä,nderliehen bezw. dehnbaren Flüs sigkeitsbehälters ist eine Druckfeder 24 wirksam.
Wenn die Temperatur in der Zone des Fühlsackes 23 zufolge Erhitzung eines ein geschalteten elektrischen Apparates ansteigt, so dehnt sich die im Fühlsack 23 enthal tene Flüssigkeit aus,. Dies hat, unter Über windung der Kraft der am Flüssigkeits behälter 1.9-21 wirksamen Gegenfeder 24, eine entsprechende Ausdehnung des Be- hälterbalges 20 und somit ein Anheben der I-Iilfsstange 17 zur Folge.
Dadurch wird der Steuerhebel 1 im Sinne einer Rechtsdrehung um den Punkt 2 verachwenkt und die durch die Teile 4-10 gebildete Schnappvorrich tung entgegen der Wirkung ihrer Feder 10 allmählich in die Totpunktlage gebracht, in welcher der Hebel 4 und die Stange 8 in einer Linie liegen. Nach dem Überschreiten dieser Totpunktlage erfolgt ein plötzliches Durchknicken der Schnappvorrichtung in eine zur gezeichneten entgegengesetzteLage, wobei der Kipphebel 11 ebenfalls in die andere Endlage verschwenkt wird und dessen Kontakt 14 mit dem feststehenden Kontakt 15 in Berührung kommt.
Dadurch ist der vordem über dem feststehenden Kon takt 16 geschlossene elektrische Stromkreis geöffnet worden, so dass der betreffende Apparat nun abgeschaltet ist. Sinkt nun im Bereich des Fühlsackes 28 die Temperatur, dann vermindert sich das Flüssigkeitsvolu men im Fühlsa,ak 23 und die Druckfeder 24 drängt die obere Abschlussplatte 19 des Flüssigkeitsbehälters 19-21 zurück, wo durch die Hilfsstange 17 dementsprechend abwärts bewegt wird, welcher Bewegung der Steuerhebel 1 folgt.
Sobald die Abwärts bewegung der Hilfsstange 17 ein gewisses Mass erreicht, überschreitet die Schnappvor richtung die Totpunktla.ge, um plötzlich in die gezeichnete Lage zurückzuschwenken, wodurch über die Kontakte 14 und 16 das Einschalten der elektrischen Stromleitung erfolgt usw.
An Stelle des beschriebenen dehnbaren Flüssigkeitsbehälters 19-21 ist gemäss Fig. 2 ein durch ein Ellipsoid gebildeter Flüssigkeitsbehälter 25 vorgesehen, dessen kleinere Axe in der Ausdehnungsrichtung liegt. An der obern Hälfte dieses aus form veränderlichem Material bestehenden Flüs sigkeitsbehälters, der mit Flüssigkeit voll gefüllt ist, ist die Hilfsstange 17 befestigt, welche zum Zusammenwirken mit dem nicht gezeichneten Steuerhebel bestimmt ist.
In Fig. 3 dient die Abszisse A zur An zeige der Temperatur des zu überwachenden elektrischen Apparates und die Ordinate B zur Anzeige des in Abhängigkeit von der Temperatur sich ergebenden, den Schalter beeinflussenden Hubes. Die Kurve a ergibt sich bei Verwendung eines aus, formveränder lichem Material bestehenden, federbeeinfluss- t;en Flüssigkeitsbehälters im Sinne der Fig.1 bezw. der Fig. 2, während die Kurve b bei Benützung eines aus Invar und Messing be stehenden Stab-Temperaturreglers entsteht.
Aus dieser Vergleichsdarstellung ist ersicht lich, dass bei der erfindungsgemässen Aus führung insbesondere bei höheren Tempera turen eine grössere Empfindlichkeit hinsicht lich der Regelungstätigkeit vorhanden ist als bei Verwendung der bekannten Stab- Temperaturregler, die bei hohen Tempera turen eine Labilität aufweisen können.
Durch entsprechende Wahl der am Flüssigkeits behälter 19-21 bezw. 25 wirksamen Gegen feder 24 kann diese Empfindlichkeit noch erhöht werden, indem dann bei Temperatu ren bis etwa 250 C nur die Flüssigkeits ausdehnung den Hub des beweglichen Steuerorganes bewirkt, wogegen über dieser Temperatur der Dampfdruck der Flüssigkeit wirkt, so dass eine Kurve c entstehen kann. Die Regelungsempfindlichkeit kann auch durch Veränderung der Grösse des starren Fühlsackes 23 beeinflusst werden, was na mentlich in bezug auf niedrigere Tempera turen vorteilhaft ist.
Zweckmässig wird das den Fühlsack bildende Röhrchen so dimensioniert und aus Material von einer derartigen Wärmeleit fähigkeit gewählt, dass die Wärmeübertra gung so rasch erfolgt, dass bei einer Tempe raturänderung in der Umgebung des Fühl- sackes pro Minute von zirka 20 .die Tempe ratur der Flüssigkeit im Röhrchen keine grössere Differenz aufweist als zirka 10 ge genüber der Temperatur der Flüssigkeit ausserhalb des Röhrchens.
Instantaneous temperature switches with push-button contacts for electrical apparatus. Known temperature momentary switches with push-button contacts for electrical apparatus, in which the control takes place due to the temperature influence on two different expanding metals, such as Invar and brass, have various disadvantages. As a result of the direct connection of such rod temperature regulators through the metal rods to the regulator head, the temperature at the regulator head is so high that the accuracy of the regulation is impaired.
So-called overregulation can easily occur when the appliance is heated for the first time. In addition, attaching such a rod temperature regulator is cumbersome and expensive, and leads to heat losses.
In addition to these disadvantages, which already exist at regulating temperatures of around 90, at higher temperatures of, for example, over 200 C, the difference in the expansion of the metal pairs previously used, such as brass and Invar, becomes smaller and smaller; This has to do with the fact that Invar with 36% Ni, which has a coefficient of expansion of 2.I0-6 up to 100, has a coefficient of 12.10-6 at 200-300, or one at 300-400 from 17.10-6 (i.e. as large as brass).
As the temperature rises, the controller becomes less sensitive, and in some circumstances even unstable.
Attempts have been made to overcome these disadvantages by using special rod types and using other metals. It resulted in expensive designs without eliminating all disadvantages.
In order to completely overcome the disadvantages mentioned in a relatively simple manner, the present invention is based on a momentary temperature switch for electrical apparatus provided with push-button contacts, in which the movable contact is arranged on a rocker arm under spring action, which is controlled by a between two end positions and also under spring action, a snap device mounted on a movable control element controls and is influenced by the same during the transition of this device from one end position to the other,
da.ss the movable contact is pressed against a stationary contact until the snap device snaps over to the other end position and pulls the rocker arm from one end position to the other. According to the invention, the movable control element can be actuated as a result of the elastic change in shape of a liquid container, in that it is connected by a capillary to a rigid sensor bag also filled with the same liquid, which is intended to control the momentary switch in the zone by whose temperature the momentary switch is controlled is to be ordered.
Such a momentary switch can easily and without loss of switching accuracy in a place where only moderate and not strong, variable temperatures occur. As a result of the small cross-section of the capillary, only very low heat losses arise from the latter.
In the drawing, the subject of the invention is illustrated in exemplary execution forms.
Fig. 1 shows partially schematically a first embodiment.
Fig. 2 shows part of another imple mentation form, and Fig. 3 shows a working diagram.
In Fig. 1, 1 denotes a control lever of the known part of the momentary switch. This control lever 1 is at \? rotatably ge stored and is under the influence of a tension spring 3, which seeks to keep it in the position shown development. A two-armed lever 4 is rotatably mounted on the control lever at 5, one arm of which has a forked end 6 made of insulating material, while the free end of the other arm is hinged at 7 to a rod 8 which is arranged in a lever 1 on the lever Guide 9 is movably mounted.
A pushed onto the rod 8 and arranged between the guide 9 and the joint 7 under tension pressure spring 10 strives to remove the snap device consisting of the lever 4 and the rod 8 in the position shown, in which the rod 8 with the lever 4 forms an angle to hold.
The forked end 6 of the lever 4 is in engagement with the free end of a rocker lever 11, which is at 1? is rotatably mounted. This rocker arm 11, which a tension spring 13 seeks to hold in the adjusting ring shown, carries the movable contact 14. The illustrated momentary switch represents a changeover switch which has the two fixed contacts 15 and 16.
The contacts 14, 15 and 16 act as tactile contacts. In the state shown, the movable contact 14 lies against the influence of the spring 1.3 on the stationary contact 16.
At the control lever 1 of the described be known part of the Scba.lters is an auxiliary rod 17 with its free end, which a guide 18 passes through. The auxiliary rod 17 is attached at its other end to a plate 19 which closes off a container at the top, the jacket of which is secured by a bellows; 20 is formed.
A capillary 22 is connected to the bottom 21 of the liquid-containing container formed in this way, which is connected to a Fühlsac.lk 23, which is completely filled with liquid and is to be placed directly next to the electrical apparatus to be monitored, whose temperature is to be regulated; this Fühlsaeh \? 3 expediently consists of a rigid, cylindrical tube with good thermal transmission. On the end plate 19 of the change in shape as a result of the bellows 20, respectively. expandable liq sigkeitsbehälters a compression spring 24 is effective.
If the temperature in the zone of the sensor bag 23 rises as a result of the heating of a connected electrical apparatus, the liquid contained in the sensor bag 23 expands. This results in a corresponding expansion of the container bellows 20 and thus a lifting of the auxiliary rod 17 while overcoming the force of the counter spring 24 acting on the liquid container 1.9-21.
As a result, the control lever 1 is pivoted in the sense of a clockwise rotation around the point 2 and the Schnappvorrich device formed by the parts 4-10 against the action of its spring 10 gradually brought into the dead center position, in which the lever 4 and the rod 8 are in a line . After this dead center position is exceeded, the snap device suddenly buckles into a position opposite to that shown, the rocker arm 11 also being pivoted into the other end position and its contact 14 coming into contact with the fixed contact 15.
As a result, the electrical circuit previously closed via the fixed contact 16 has been opened, so that the apparatus in question is now switched off. If the temperature now falls in the area of the sensing bag 28, then the liquid volume in the Fühlsa, ak 23 and the compression spring 24 pushes the upper end plate 19 of the liquid container 19-21 back, where the auxiliary rod 17 moves downwards accordingly, which movement the Control lever 1 follows.
As soon as the downward movement of the auxiliary rod 17 reaches a certain level, the snap device exceeds the Totpunktla.ge in order to suddenly pivot back into the position shown, whereby the electrical power line is switched on via the contacts 14 and 16, etc.
In place of the expandable liquid container 19-21 described, a liquid container 25 formed by an ellipsoid is provided according to FIG. 2, the smaller axis of which lies in the direction of expansion. On the upper half of this liquid container made of variable shape material, which is filled with liquid, the auxiliary rod 17 is attached, which is intended to interact with the control lever, not shown.
In Fig. 3, the abscissa A is used to show the temperature of the electrical apparatus to be monitored and the ordinate B to display the resulting depending on the temperature, the switch influencing stroke. The curve a results when using a spring-influenced liquid container consisting of a form-variable material in the sense of FIG. of Fig. 2, while the curve b is created when using a standing rod temperature controller made of Invar and brass.
From this comparison it can be seen that in the embodiment according to the invention, especially at higher temperatures, there is greater sensitivity with regard to the control activity than when using the known rod temperature controllers, which can exhibit instability at high temperatures.
By appropriate choice of the liquid container 19-21 respectively. 25 effective counter spring 24, this sensitivity can be increased by only the expansion of the liquid causes the stroke of the movable control element at temperatures up to about 250 C, whereas the vapor pressure of the liquid acts above this temperature, so that a curve c can arise. The control sensitivity can also be influenced by changing the size of the rigid sensing bag 23, which is particularly advantageous with regard to lower temperatures.
It is practical if the tube forming the sensor bag is dimensioned and made of material with such a thermal conductivity that the heat is transferred so quickly that a temperature change in the vicinity of the sensor bag per minute of around 20. The temperature of the liquid the difference in the tube is no greater than about 10 ge compared to the temperature of the liquid outside the tube.