CH671649A5

CH671649A5 -

Info

Publication number: CH671649A5
Application number: CH36786A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Kienzler
Original assignee: Kienzler Ag G
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1989-09-15
Also published as: DE3701240A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft einen Thermostaten mit einem Thermoelement mit Schnappwirkung zur Temperaturbegrenzung und Überstromsicherung, wie er im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist. DESCRIPTION The invention relates to a thermostat with a snap-action thermocouple for temperature limitation and overcurrent protection, as described in the preamble of claim 1.

Derartige Thermostaten finden auf zahlreichen Gebieten Verwendung. An ihre Funktion werden hohe Anforderungen gestellt, ansonst in den nachgeschalteten, d.h. in den zu überwachenden Anlagen, beträchtliche Schäden entstehen. Das Aggregat muss auch nach längeren Ruhepausen auf Anhieb wieder voll funktionieren. Such thermostats are used in numerous fields. High demands are placed on their function, otherwise in the downstream, i.e. considerable damage occurs in the systems to be monitored. The unit must function fully again immediately after long breaks.

Ziel der Erfindung ist ein sicher funktionierendes Gerät von einfachem Aufbau. Unabhängig davon ob es mehr oder weniger oft beansprucht wird, müssen die einmal eingestellten Werte auch über eine längere Einsatzdauer voll beibehalten werden. The aim of the invention is a safely functioning device of simple construction. Regardless of whether it is used more or less often, the values once set must also be fully retained over a longer period of use.

Dies wird erreicht mit einem Thermostaten, der die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 aufweist. This is achieved with a thermostat which has the features of the characterizing part of patent claim 1.

In den Ansprüchen 2 bis 6 sowie in den Verfahrensansprüchen 7 bis 9 sind spezielle beispielsweise Merkmale des Thermostaten, welcher mit zwei oder vier elektrischen Anschlussklemmen versehen sein kann, beschrieben. Sind vier Klemmen angeordnet, ermöglicht dies eine Temperaturhysterese-Einengung, d.h. die Temperaturdifferenz zwischen dem Ein- und Rückschalten des Thermostaten kann leichter und genauer reguliert werden. In claims 2 to 6 and in method claims 7 to 9 special, for example, features of the thermostat, which can be provided with two or four electrical connection terminals, are described. If four terminals are arranged, this enables a temperature hysteresis narrowing, i.e. the temperature difference between switching the thermostat on and off can be regulated more easily and precisely.

In der Zeichnung sind je in einem Längsschnitt zwei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Thermostaten dargestellt. Es zeigen, je in zwei um 90° gedrehten Seitenansichten In the drawing, two exemplary embodiments of thermostats according to the invention are each shown in a longitudinal section. They each show in two side views rotated by 90 °

Fig. 1 eine einfachere Ausführungsform mit zwei elektrischen Anschlussklemmen, und Fig. 1 shows a simpler embodiment with two electrical terminals, and

Fig. 2 eine aufwendigere Ausführungsform mit zwei elektrischen Anschlussklemmen und zwei zusätzlichen Betriebsanschlussklemmen für die genaue Abstimmung bzw. das Vorheizen des Druckschichtwiderstandes. Fig. 2 shows a more complex embodiment with two electrical connection terminals and two additional operating connection terminals for the precise adjustment or preheating of the printing layer resistor.

Gleiche Teile weisen in beiden Figuren gleiche Bezugsziffern auf. The same parts have the same reference numbers in both figures.

Der Gehäuseteil 1 ist topfförmig ausgebildet. Auf dem Innenboden befindet sich der, vorzugsweise die Form eines Quadranten mit Innenloch aufweisende Dickschichtwiderstand 6, welcher durch eine als Verschluss für seine Fixierung im Gehäuse wirkende Abdeckung 10 isoliert ist. In einer Ausnehmung 14 des Bodens des topfförmigen Gehäuses 1 befindet sich das Thermoelement in Form einer im nichterwärmten Zustand konkav gebogenen Bimetall-Schnappscheibe 4. Nach Erwärmen auf eine vorbestimmte Grenztemperatur schnappt diese Scheibe in ihre konvex gebogene Form. Unter der Wirkung der Druckfeder 9 liegt der zentrale Schaltstift 5 auf der Bimetallscheibe 4 auf, schnellt bei deren Schnappen hoch und schaltet dabei über die vom Schaltstift 5 hochgehobene, auf den beiden Kontakten 27 bzw. 270 der Stromanschlüsse 2 bzw. 20 aufliegende Kontaktbrücke 7 bzw. 70, den Strom aus. The housing part 1 is cup-shaped. Located on the inner bottom is the thick-film resistor 6, preferably in the form of a quadrant with an inner hole, which is insulated by a cover 10 acting as a closure for fixing it in the housing. The thermocouple is located in a recess 14 in the bottom of the pot-shaped housing 1 in the form of a bimetal snap disk 4 which is curved concavely in the unheated state. After heating to a predetermined limit temperature, this disk snaps into its convex shape. Under the action of the compression spring 9, the central switching pin 5 rests on the bimetallic disc 4, snaps up when it snaps, and switches over the contact bridge 7 or 2, which is raised by the switching pin 5 and rests on the two contacts 27 and 270 of the current connections 2 and 20, 70, the electricity off.

Der Kunststoffdeckel 8 dient einerseits der Elektro- und Wärmeisolation und presst anderseits die Enden der die Kontakte 27 tragenden Anschlüsse 2 auf den Dickschichtwiderstand 6, so dass die elektrische Verbindung gewährleistet ist. Der auf der Unterseite des topfförmigen Gehäuses 1 aufgesetzte Metallboden 3, vorzugsweise aus Aluminium oder messing, dient, nebst dem Verschliessen der Ausnehmung 14 für die Bimetallscheibe 4, auch der Übertragung der im Dickschichtwiderstand entwickelten Wärme auf die Bimetallscheibe 4. The plastic cover 8 serves on the one hand for electrical and thermal insulation and on the other hand presses the ends of the connections 2 carrying the contacts 27 onto the thick-film resistor 6, so that the electrical connection is ensured. The metal base 3, preferably made of aluminum or brass, placed on the underside of the pot-shaped housing 1 serves, in addition to closing the recess 14 for the bimetallic disc 4, also to transfer the heat developed in the thick-film resistor to the bimetallic disc 4.

Wie Fig. 2 zeigt, kann der Thermostat durch die Anordnung von bekannten zusätzlichen Widerstandsdrähten 11 zwischen den Stromanschlüssen 2 und 20, als Überstromthermostat eingesetzt werden, wobei bei Erwärmen der Widerstandsdrähte 11 der Stromfluss unterbrochen wird. Die Stärke der Überstromsicherung richtet sich nach dem entsprechend berechneten Querschnitt der Widerstandsdrähte bzw. deren Einbau im Gehäuse 1. As shown in FIG. 2, the thermostat can be used as an overcurrent thermostat by arranging known additional resistance wires 11 between the power connections 2 and 20, the current flow being interrupted when the resistance wires 11 are heated. The strength of the overcurrent protection depends on the correspondingly calculated cross section of the resistance wires or their installation in the housing 1.

Wird der vorbeschriebene Thermostat zur Temperaturbegrenzung eingesetzt, bewirkt die schnappende Bimetallscheibe 4 mit dem benachbarten, jedoch nicht in dirtektem Kontakt mit ihr stehenden Dickschichtwiderstand 6, dass nach dem Schnap5 If the above-described thermostat is used to limit the temperature, the snapping bimetallic disc 4 with the adjacent, but not in direct contact with, the thick-film resistor 6 causes that after the snap 5

10 10th

IS IS

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

671 649 671 649

pen der Bimetallscheibe 4, diese durch den nun über den Widerstand fliessenden Strom und die daraus erfolgende Erwärmung nicht zurückschaltet und somit die Offenhaltung der Kontaktbrücke 7 gewährleistet bleibt. Nach dem Abschalten des Stroms wird die Verbindung der Stromanschlüsse 2 bzw. der Kontakte 27 infolge Erkalten des Thermostaten und Rückschalten der Bimetallscheibe 4 von der Kontaktbrücke 70 geschlossen. pen of the bimetallic disc 4, this does not switch back due to the current flowing through the resistor and the resulting heating and thus the contact bridge 7 remains open. After the current has been switched off, the connection of the current connections 2 or of the contacts 27 is closed by the contact bridge 70 as a result of the thermostat cooling and the bimetallic disc 4 being switched back.

Der Erfindungsgedanke liegt also darin, dass der mit den Stromanschlüssen 2 verbundene Dickschichtwiderstand 6, isoliert von der Bimetallscheibe 4, im Thermostaten angeordnet ist. Das Thermostatgehäuse 1 ist spannungsfrei und die Isolation des Dickschichtwiderstandes 6 erfolgt durch die Abdeckung 10. The idea of the invention is therefore that the thick-film resistor 6 connected to the power connections 2, insulated from the bimetallic disc 4, is arranged in the thermostat. The thermostat housing 1 is voltage-free and the insulation of the thick-film resistor 6 takes place through the cover 10.

Die Verbindung der Stromanschlüsse 2 mit dem Dickschichtwiderstand 6 erfolgt durch Ultraschallschweissung, wobei die Füsse des Deckels 8 auf den Dickschichtwiderstand gepresst werden. Eine zusätzliche Verbindung der Stromanschlüsse 2 mit dem Dickschichtwiderstand 8 ist durch eine Lötverbindung, welche durch Erwärmen der eingebrachten Lötschicht in einem Ofen erfolgt, gewährleistet. The power connections 2 are connected to the thick-film resistor 6 by ultrasonic welding, the feet of the cover 8 being pressed onto the thick-film resistor. An additional connection of the power connections 2 to the thick-film resistor 8 is ensured by a solder connection, which is done by heating the introduced solder layer in an oven.

s Aufbau und Funktion der Ausführungsvariante nach Fig. 2 stimmt mit der Ausführung nach Fig. 1 überein. Zusätzlich weist der Thermostat zwei weitere, von aussen anschliessbare, in seinem Innern eine Verbindung zu den elektrischen Normalanschlüssen 2 bildende, elektrische Anschlüsse 20 auf. Die io Klemmen der Zusatzanschlüsse 20 sind vorzugsweise um 90 Winkelgrade zu den Normalanschlüssen 2 an der Aussenwand des Gehäuses 1 angeordnet. Je nach Auslegung der ohmschen Widerstandsgrösse des Dickschichtwiderstandes 6 dienen die Zusatzanschlüsse 20 über die leitungen 11 und 2, einem Vorhei-u zen des Dickschichtwiderstandes 6, wodurch die Temperaturdif-ferenz zwischen dem Ein- und Rückschalten des Thermostaten, d.h. die sogenannte hysterese, reguliert werden kann. The structure and function of the embodiment variant according to FIG. 2 corresponds to the embodiment according to FIG. 1. In addition, the thermostat has two further electrical connections 20, which can be connected from the outside and form a connection inside the electrical normal connections 2. The io terminals of the additional connections 20 are preferably arranged at 90 degrees to the normal connections 2 on the outer wall of the housing 1. Depending on the design of the ohmic resistance of the thick-film resistor 6, the additional connections 20 via the lines 11 and 2 serve to preheat the thick-film resistor 6, as a result of which the temperature difference between switching the thermostat on and off, i.e. the so-called hysteresis can be regulated.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

671 649

(1), for the purpose of electrical insulation, is lined with an insulating cover (8) with side walls.

1. Thermostat for temperature limitation and overcurrent protection, with a thick film resistor, at least two power connections and a thermocouple with snap action, characterized in that the thick film resistor (6) is arranged on the inner bottom of a pot-shaped housing part (1) that between the side edge of the Thick film resistor (6) and the housing inner walls (1) insulating closures (10) are arranged, that in a housing part below the cup-shaped part (1) a thermocouple (4) is arranged in a heat-insulated manner, and that furthermore a centrally on the thermocouple (4) Supported, in the pot-shaped part (1) reaching through an opening of the thick-film resistor (6) penetrating and, for the purpose of interrupting the circuit with a lifting contact bridge (2) connected switching pin (5) is arranged.

(2) are connected to the thick film resistor (6) for preheating.

2. Thermostat according to claim 1, characterized in that in the pot-shaped part (1) of the housing on the thick-film resistor (6) two radially, preferably opposite, from the housing part (1) guided power connection parts (2) are supported.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Thermostat according to claim 1 or 2, characterized in that in the pot-shaped housing part (1) a compression spring (9) is arranged, which on the one hand on the housing part and on the other hand on the switching pin (5), in the sense of a pressure in the direction against that tense thermocouple (4), supports, and that a resistance element (11) acting as an overcurrent protection is arranged in the cup-shaped part.

4. Thermostat according to one of claims 1 to 3, characterized in that the interior of the cup-shaped housing part

5. Thermostat according to one of claims 1 to 4, characterized in that the thick-film resistor (6) is a quadrant with an inner hole.

6. Thermostat according to one of claims 1 to 4, with four power connections, characterized in that the two further power connections (20) on the housing part (1) are arranged offset by 90 degrees to the two first power connections (2) and directly or via the first power connections

7. The method for operating a thermostat according to claim 6, characterized in that the temperature difference between the switching on and back of the thermostat, the so-called hysteresis, by regulating the current supply via the two additional current connections (20), depending on the design of the internal ohmic resistance of the thick film resistance can be adjusted.

8. The method for producing the thermostat according to one of claims 1 to 6, characterized in that the contact ends of the power connections (2) are pressed by means of a cover (8) against the thick-film resistor (6) and the contact connections thus obtained are welded in the thermostat by means of ultrasound .

9. The method according to claim 8, characterized in that in addition to ultrasonic welding, the connections of the contact ends (2, 6) are supplemented by a solder connection, after which the introduced solder layer is soldered by heating the thermostat in an oven.