CH549280A

CH549280A - Miniaturthermostat.

Info

Publication number: CH549280A
Application number: CH60173A
Authority: CH
Original assignee: Kovopol Narodni Podnik
Priority date: 1973-01-17
Filing date: 1973-01-17
Publication date: 1974-05-15
Also published as: NL7300802A; GB1394486A; AT330484B; ATA35873A; DE2302163A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Miniaturthermostat mit einem Bimetallsystem mit verhältnismässig hoher Empfind lichkeit.

Die heute bekannten thermostatischen Momentsysteme mit einem Bimetalifühler werden auf komplizierte Art ge löst. Meistens bildet das Bimetall einen separaten Teil, der mittels eines weiteren Gliedes das aus zwei oder mehreren
Elementen bestehende Momentsystem betätigt. Diese Anord nung ist jedoch bezüglich der räumlichen Anordnung an spruchsvoll, besonders falls das Verhältnis und die Länge der einzelnen Elemente der gewünschten Empfindlichkeit di rekt proportional sind. Bei der Miniaturisierung der bestehen den Systeme wird dann die Empfindlichkeit und auch die Ar beitsweise schlechter.

Manche Erzeuger umgehen dieses Pro blem durch Verwendung sogenannter Spenzer für kleine
Räume, das sind Temperaturbegrenzer kleiner Abmessun gen, beruhend auf dem Prinzip vorgespannten Bimetalls, bei denen der Momenteffekt mittels einer froschklemmenarti gen Ausbauchung des Bimetalls erzielt wird. Auch diese Sy steme weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Sie be stehen darin, dass die ständige Wärme- und mechanische Be lastung eine Ermüdung des Materials verursacht, was einen
Verlust an Energie und eine Änderung der ursprünglich ein gestellten Wärmegrenze zur Folge hat. Der Hauptnachteil be steht jedoch in der Unmöglichkeit einer kontinuierlichen Re gelung der Spenzer .

Die erwähnten Nachteile beseitigt der erfindungsge mässe Miniaturthermostat mit erhöhter Empfindlichkeit. Das
Wesen der Erfindung besteht darin, dass das Bimetallsystem an seinem freien Ende eine Abstützung für den Rahmen eines federnden Bauteiles aufweist, dass das Bimetallsystem einen mittleren Teil besitzt, der den Arm eines mit seinem einen Ende an dem Bimetallsystem befestigten Regulierhe bel bildet, der in einem stumpfen Winkel gebogen ist, dessen Scheitel sich auf der einen Seitenfläche des Bimetallsystems befindet, während das freie Ende dieses Regulierhebels zur Stützung einer Zunge des federnden Bauteiles ausgeführt ist und dass in der Nähe dieses Stützpunktes der Regulierhebel mit einer Vertiefung zur Abstützung einer Regulierschraube versehen ist.

Der erfindungsgemässe Miniaturthermostat kann überall dort angewandt werden, wo der zur Verfügung stehende
Raum gering oder bezüglich Abmessungen auf andere Art beschränkt ist. Er wurde praktisch beglaubigt und mit den bisher bekannten Mechanismen verglichen. Seine Vorzüge traten vorwiegend in Erscheinung. Es zeichnet sich durch Empfindlichkeit, lange Lebensdauer, miniaturartige Abmessungen, Erschütterungswiderstandsfähigkeit und vorteilhafte Erzeugungstechnologie aus.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Gesamtzusammenstellung des Miniaturthermostaten, Fig. 2 veranschaulicht einen Schnitt durch das System in normaler Lage, d. h. in kaltem Zustande und Fig. 3 den schematischen Schnitt durch das System nach Erzielung der eingestellten Temperaturgrenze und dem Ausschalten.

In der beispielsweisen Ausführung ist das Bimetall 1 im Isoliergehäuse 10 befestigt und mit der Herausführung 11 leitend verbunden. Der bewegliche Teil des Bimetalls 1 ist zweimal durchschnitten und bildet einen Rahmen, der am freien Ende eine Aufhängung 2 aufweist und in den Ausschnitt des federnden Bauteiles 3 eingekeilt ist. Der durchschnittene Mittelteil des Bimetalls 1 bildet den Arm des Regulierhebels 4, der eine scharfe oder kontinuierliche Biegung aufweist. Der Scheitel 5 des Armes des Regulierhebels 4 befindet sich auf der negativen Seite, d. i. auf der Seite mit der geringeren Dehnbarkeit des Bimetalls 1. Das Ende des Regulierhebels 4 ist mit einer Stützaufhängung 6 für die Lagerung der Zunge 7 des federnden Bauteiles 3 versehen. Näher zur Stützaufhängung 6 ist der Arm des Regulierhebels 4 mit einer Vertiefung 8 versehen, die als Quernut oder kegelförmig ausgeführt ist.

Gegen den tiefsten Punkt dieser Vertiefung 8 stützt sich die Spitze der Regulierschraube 9 ab. Diese kann auch durch eine andere verschiebbare Reguliervorrichtung ersetzt werden, z. B. durch eine gerade Querfläche. Der federnde Bauteil 3 ist aus leitendem Material angefertigt, an dem durch den Stromübergang Wärmeverluste zur Selbstbeheizung des Systems entstehen. Der federnde Bauteil 3 besteht aus dem Rahmen und der elastischen Zunge 7. An den beweglichen Teil des federnden Bauteiles 3 ist der Kontakt 12 angenietet oder angeschweisst. Ihm gegenüber befindet sich der feste Kontakt 13, der an den Halter 15 angenietet oder angeschweisst und mit der Herausführung 14 leitend verbunden ist.

Die charakteristischen Arbeitseigenschaften sind dadurch gegeben, dass im normalen Zustand die Kontakte 12 und 13 geschlossen sind und die Zunge 7 des federnden Bauteiles 3 maximal gespannt ist. Dem entspricht auch ein grosser Druck und ein kleiner Übergangswiderstand an den Kontakten, siehe Fig. 2. Falls die Temperatur ansteigt, biegt sich der Rahmen des Bimetalls 1 durch und das freie Ende der Aufhängung 2 des Bimetalls 1 verlagert sich nach oben.

Gleichzeitig richtet sich der Regulierhebel 4 gerade, wobei der Punkt der Stützaufhängung 6 und der Vertiefung 8 sich um die Differenz d nach rechts verschieben. Der feste Stützpunkt oder die Gerade der Regulierschraube 9 verlagert die Stützaufhängung 6 infolge der Vertiefung 8 nach unten, d. i.

gegen die Wirkung des Bimetalls 1. Die Abweichung der beiden verlagerten Punkte an der Stelle des freien Endes der Aufhängung 2 des Bimetalls 1 und an der Stelle der Stützaufhängung 6 wird bedeutend grösser. Durch die Verlagerung des Punktes der Stützaufhängung 6 wird ferner die Federung der Zunge 7 des federnden Bauteiles 3 verringert und die nötige Energie für die Verschiebung ist gering. Die Summe dieser beiden Einflüsse erhöht bedeutend die Empfindlichkeit des ganzen Systems besonders bei Miniaturabmessungen. Fig. 2 zeigt die Lage der Elemente unmittelbar nach dem Ausschalten. Beim Abkühlen verläuft die Schliessung der Kontakte in umgekehrter Folge. Das System kann als Uberstromschalter mit Zeitregelung oder als Simmerstat (Thermostat mit Zusatzheizung) arbeiten.

Falls für den Rahmen und die Zunge 7 des federnden Bauteiles 3 ein geeignetes Material gewählt wird, entstehen infolge des durchfliessenden Stromes Wärmeverluste und im System entsteht eine Heizwirkung.

Das Thermostatsystem ermöglicht ferner durch eine einfache Änderung eine nicht umkehrbare Schaltung zu erzielen.

Für diesen Fall genügt es den Zwischenraum zwischen den Kontakten zu vergrössern, d. h. den festen Kontakt 13 nach unten zu verschieben. Die Rückschaltung erfolgt dann mittels eines Druckknopfes, der auf das Ende des Bimetalls 1 mit dem freien Ende der Aufhängung 2 einwirkt.

Der Miniaturthermostat mit erhöhter Empfindlichkeit kann als Begrenzer oder Regler der Temperatur, für elektrische Wärmekissen oder Decken, Klimakammern, Sterilisatoren, Elektronenräume, Säuglingsflaschen, Kochgeräte u. ä. angewandt werden. Die Erfindung kann auch als Temperaturbegrenzer für Wicklungen und Überstromschalter bei Elektromotoren dienen.

PATENTANSPRUCH

Miniaturthermostat mit einem Bimetallsystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Bimetallsystem (l) an seinem freien Ende eine Abstützung (2) für den Rahmen eines federnden Bauteiles (3) aufweist, dass das Bimetallsystem (1) einen mittleren Teil besitzt, der den Arm eines mit seinem einen

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die Erfindung betrifft einen Miniaturthermostat mit einem Bimetallsystem mit verhältnismässig hoher Empfind lichkeit.

Die heute bekannten thermostatischen Momentsysteme mit einem Bimetalifühler werden auf komplizierte Art ge löst. Meistens bildet das Bimetall einen separaten Teil, der mittels eines weiteren Gliedes das aus zwei oder mehreren Elementen bestehende Momentsystem betätigt. Diese Anord nung ist jedoch bezüglich der räumlichen Anordnung an spruchsvoll, besonders falls das Verhältnis und die Länge der einzelnen Elemente der gewünschten Empfindlichkeit di rekt proportional sind. Bei der Miniaturisierung der bestehen den Systeme wird dann die Empfindlichkeit und auch die Ar beitsweise schlechter.

Manche Erzeuger umgehen dieses Pro blem durch Verwendung sogenannter Spenzer für kleine Räume, das sind Temperaturbegrenzer kleiner Abmessun gen, beruhend auf dem Prinzip vorgespannten Bimetalls, bei denen der Momenteffekt mittels einer froschklemmenarti gen Ausbauchung des Bimetalls erzielt wird. Auch diese Sy steme weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Sie be stehen darin, dass die ständige Wärme- und mechanische Be lastung eine Ermüdung des Materials verursacht, was einen Verlust an Energie und eine Änderung der ursprünglich ein gestellten Wärmegrenze zur Folge hat. Der Hauptnachteil be steht jedoch in der Unmöglichkeit einer kontinuierlichen Re gelung der Spenzer .

Die erwähnten Nachteile beseitigt der erfindungsge mässe Miniaturthermostat mit erhöhter Empfindlichkeit. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass das Bimetallsystem an seinem freien Ende eine Abstützung für den Rahmen eines federnden Bauteiles aufweist, dass das Bimetallsystem einen mittleren Teil besitzt, der den Arm eines mit seinem einen Ende an dem Bimetallsystem befestigten Regulierhe bel bildet, der in einem stumpfen Winkel gebogen ist, dessen Scheitel sich auf der einen Seitenfläche des Bimetallsystems befindet, während das freie Ende dieses Regulierhebels zur Stützung einer Zunge des federnden Bauteiles ausgeführt ist und dass in der Nähe dieses Stützpunktes der Regulierhebel mit einer Vertiefung zur Abstützung einer Regulierschraube versehen ist.

Der erfindungsgemässe Miniaturthermostat kann überall dort angewandt werden, wo der zur Verfügung stehende Raum gering oder bezüglich Abmessungen auf andere Art beschränkt ist. Er wurde praktisch beglaubigt und mit den bisher bekannten Mechanismen verglichen. Seine Vorzüge traten vorwiegend in Erscheinung. Es zeichnet sich durch Empfindlichkeit, lange Lebensdauer, miniaturartige Abmessungen, Erschütterungswiderstandsfähigkeit und vorteilhafte Erzeugungstechnologie aus.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Gesamtzusammenstellung des Miniaturthermostaten, Fig. 2 veranschaulicht einen Schnitt durch das System in normaler Lage, d. h. in kaltem Zustande und Fig. 3 den schematischen Schnitt durch das System nach Erzielung der eingestellten Temperaturgrenze und dem Ausschalten.

In der beispielsweisen Ausführung ist das Bimetall 1 im Isoliergehäuse 10 befestigt und mit der Herausführung 11 leitend verbunden. Der bewegliche Teil des Bimetalls 1 ist zweimal durchschnitten und bildet einen Rahmen, der am freien Ende eine Aufhängung 2 aufweist und in den Ausschnitt des federnden Bauteiles 3 eingekeilt ist. Der durchschnittene Mittelteil des Bimetalls 1 bildet den Arm des Regulierhebels 4, der eine scharfe oder kontinuierliche Biegung aufweist. Der Scheitel 5 des Armes des Regulierhebels 4 befindet sich auf der negativen Seite, d. i. auf der Seite mit der geringeren Dehnbarkeit des Bimetalls 1. Das Ende des Regulierhebels 4 ist mit einer Stützaufhängung 6 für die Lagerung der Zunge 7 des federnden Bauteiles 3 versehen. Näher zur Stützaufhängung 6 ist der Arm des Regulierhebels 4 mit einer Vertiefung 8 versehen, die als Quernut oder kegelförmig ausgeführt ist.

Gegen den tiefsten Punkt dieser Vertiefung 8 stützt sich die Spitze der Regulierschraube 9 ab. Diese kann auch durch eine andere verschiebbare Reguliervorrichtung ersetzt werden, z. B. durch eine gerade Querfläche. Der federnde Bauteil 3 ist aus leitendem Material angefertigt, an dem durch den Stromübergang Wärmeverluste zur Selbstbeheizung des Systems entstehen. Der federnde Bauteil 3 besteht aus dem Rahmen und der elastischen Zunge 7. An den beweglichen Teil des federnden Bauteiles 3 ist der Kontakt 12 angenietet oder angeschweisst. Ihm gegenüber befindet sich der feste Kontakt 13, der an den Halter 15 angenietet oder angeschweisst und mit der Herausführung 14 leitend verbunden ist.

Die charakteristischen Arbeitseigenschaften sind dadurch gegeben, dass im normalen Zustand die Kontakte 12 und 13 geschlossen sind und die Zunge 7 des federnden Bauteiles 3 maximal gespannt ist. Dem entspricht auch ein grosser Druck und ein kleiner Übergangswiderstand an den Kontakten, siehe Fig. 2. Falls die Temperatur ansteigt, biegt sich der Rahmen des Bimetalls 1 durch und das freie Ende der Aufhängung 2 des Bimetalls 1 verlagert sich nach oben.

Gleichzeitig richtet sich der Regulierhebel 4 gerade, wobei der Punkt der Stützaufhängung 6 und der Vertiefung 8 sich um die Differenz d nach rechts verschieben. Der feste Stützpunkt oder die Gerade der Regulierschraube 9 verlagert die Stützaufhängung 6 infolge der Vertiefung 8 nach unten, d. i.

gegen die Wirkung des Bimetalls 1. Die Abweichung der beiden verlagerten Punkte an der Stelle des freien Endes der Aufhängung 2 des Bimetalls 1 und an der Stelle der Stützaufhängung 6 wird bedeutend grösser. Durch die Verlagerung des Punktes der Stützaufhängung 6 wird ferner die Federung der Zunge 7 des federnden Bauteiles 3 verringert und die nötige Energie für die Verschiebung ist gering. Die Summe dieser beiden Einflüsse erhöht bedeutend die Empfindlichkeit des ganzen Systems besonders bei Miniaturabmessungen. Fig. 2 zeigt die Lage der Elemente unmittelbar nach dem Ausschalten. Beim Abkühlen verläuft die Schliessung der Kontakte in umgekehrter Folge. Das System kann als Uberstromschalter mit Zeitregelung oder als Simmerstat (Thermostat mit Zusatzheizung) arbeiten.

Falls für den Rahmen und die Zunge 7 des federnden Bauteiles 3 ein geeignetes Material gewählt wird, entstehen infolge des durchfliessenden Stromes Wärmeverluste und im System entsteht eine Heizwirkung.

Das Thermostatsystem ermöglicht ferner durch eine einfache Änderung eine nicht umkehrbare Schaltung zu erzielen.

Für diesen Fall genügt es den Zwischenraum zwischen den Kontakten zu vergrössern, d. h. den festen Kontakt 13 nach unten zu verschieben. Die Rückschaltung erfolgt dann mittels eines Druckknopfes, der auf das Ende des Bimetalls 1 mit dem freien Ende der Aufhängung 2 einwirkt.

Der Miniaturthermostat mit erhöhter Empfindlichkeit kann als Begrenzer oder Regler der Temperatur, für elektrische Wärmekissen oder Decken, Klimakammern, Sterilisatoren, Elektronenräume, Säuglingsflaschen, Kochgeräte u. ä. angewandt werden. Die Erfindung kann auch als Temperaturbegrenzer für Wicklungen und Überstromschalter bei Elektromotoren dienen.

PATENTANSPRUCH

Miniaturthermostat mit einem Bimetallsystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Bimetallsystem (l) an seinem freien Ende eine Abstützung (2) für den Rahmen eines federnden Bauteiles (3) aufweist, dass das Bimetallsystem (1) einen mittleren Teil besitzt, der den Arm eines mit seinem einen Ende an dem Bimetallsystem befestigten Regulierhebel (4) bildet, der in einem stumpfen Winkel gebogen ist, dessen Scheitel (5) sich auf der einen Seitenfläche des Bimetallsystems (1) befindet, während das freie Ende dieses Regulierhebels (4) zur Stützung (6) einer Zunge (7) des federnden Bauteiles (3) ausgeführt ist und dass in der Nähe dieses Stützpunktes (6) der Regulierhebel (4) mit einer Vertiefung (8) zur Abstützung einer Regulierschraube (9) versehen ist.