DE10156084C1 - Temperaturschalter - Google Patents
TemperaturschalterInfo
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Abstract
Temperaturschalter (1), mit einem aus einem ersten Federsatz bestehenden ersten Schnappschaltelement (10), das über ein erstes Stellelement (31) mit einem Stellglied (30) und über ein Isolierdistanzmittel (50) mit einem Bimetall (40) zusammenwirkt, so dass ein Temperaturregler bereitgestellt ist; und mit einem aus einem zweiten Federsatz bestehenden zweiten Schnappschaltelement (20), das über ein zweites Stellelement (32) mit dem Stellglied (30) zusammenwirkt, so dass ein Ausschalter bereitgestellt ist, wobei das erste (10) und zweite (20) Schnappschaltelement und das Bimetall (40) voneinander isoliert von einem gemeinsamen Verbindungselement (60) gehalten werden, so dass der Temperaturregler und der Ausschalter mit einem gemeinsamen Bauteil (1) bereitgestellt sind und von einem gemeinsamen Stellglied (30) gesteuert werden und dass ein funktionssicherer Temperaturschalter bereitgestellt ist, der eine temperaturunabhängige Ausschaltstellung gewährleistet.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperaturschalter, der die Aufheizung
z. B. eines Heißwasserbereiters auf eine vorgewählte Temperatur ermöglicht und
sodann auf dieser Temperatur hält. Die Temperaturwahl erfolgt bei einem derartigen
Schalter durch entsprechende Drehstellung eines Stellgliedes, in deren
Abhängigkeit die Lage eines Verstellauslegers geändert wird, der eine als
Schnappfeder ausgebildete Kontaktfeder hält. Hierdurch ist die Temperatur
einstellbar, bei der ein Bimetall gegen den Verstellausleger so wirksam wird, dass
die Kontaktfeder in ihre Aus-Stellung schwenkt. Mit der durch die Abschaltung
eingeleitete Abkühlung des Bimetalls schwenkt die Kontaktfeder aufgrund ihrer
Vorspannung in ihre Einschaltstellung zurück, wodurch sich der Aufheizvorgang bis
zum nächsten Abschalten fortsetzt.
Bei einem derartigen Temperaturschalter ist es wünschenswert, den Schalter
außerdem in eine Ausschaltposition bringen zu können, in der der Schalter auch bei
tieferen Temperaturen, d. h. unabhängig von der Stellung des Bimetalls nicht mehr
einschaltet. Aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen versuchen eine
derartige Ausschaltposition bereitzustellen, indem zusätzliche Maßnahmen auf die
Schnappfeder angewendet werden. Z. B. wurde in der DE-GBM-89 01 706 versucht,
das Stellelement relativ zum Stellglied unabhängig von der axialen Stellung des
Stellgliedes axial bewegbar zu lagern und eine Betätigungseinrichtung zur
Veränderung und Fixierung der axialen Lage von Stellelement und Stellglied
vorzusehen. Die hierfür vorgesehenen Mittel sind jedoch aufwändig in der
Herstellung und schwierig zu justieren. Außerdem wird eine Ausschaltposition der
Kontakte bereitgestellt, die sich nur geringfügig von der Betriebsposition
unterscheidet und außerdem erforderliche Mindestkontaktöffnungswege nach
elektrischen Sicherheitsnormen nicht erfüllt. Aus den vorgenannten Gründen kann
ein derartiger Temperaturschalter eine funktionssichere Ausschaltposition nur
unzureichend gewährleisten und ist dementsprechend störanfällig. Aus der DE 35 24 699 C2
ist grundsätzlich bekannt, in einem Temperaturschalter zwei
Schnappschaltelemente vorzusehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher einen funktionssicheren
Temperaturschalter bereitzustellen, der eine wirkungsvolle Ausschaltstellung
gewährleistet und auf einfache Weise unter Verwendung auch automatisierter
Fertigungsverfahren hergestellt werden kann.
Die vorstehende Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit den Merkmalen des
unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind ohne
Beschränkung in den Unteransprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung
erwähnt.
Ein erfindungsgemäßer Temperaturschalter besteht insbesondere aus der
Kombination eines aus einem ersten Federsatz bestehenden ersten
Schnappschaltelements, das über ein erstes Stellelement mit einem Stellglied und
über ein Isolierdistanzmittel mit einem Bimetall zusammenwirkt, so dass ein
Temperaturregler bereitgestellt ist, und außerdem aus einem zweiten
Schnappschaltelement, das über ein zweites Stellelement mit dem Stellglied
zusammenwirkt, so dass ein Ausschalter bereitgestellt ist, wobei das erste und
zweite Schnappschaltelement und das Bimetall voneinander isoliert von einem
gemeinsamen Verbindungselement, insbesondere Niet gehalten sind. Hierdurch
wird erreicht, dass der Temperaturregler und der Ausschalter mit einem
gemeinsamen Bauteil bereitgestellt sind, und von einem gemeinsamen Stellglied
ansteuerbar sind. Diese Lösung hat außerdem den Vorteil, dass auf einfache Weise
eine funktionssichere Ausschaltposition erreicht wird, die außerdem auf einfache
Weise und mit hoher Genauigkeit justierbar ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Temperaturschalter sind insbesondere das erste und
zweite Schnappschaltelement und das Bimetall in dieser Reihenfolge an dem
Verbindungselement angeordnet. Das erste Schnappschaltelement, das
Isolierdistanzmittel, das Bimetall und das Verbindungselement bilden einen ersten
geschlossenen Rahmen, der im wesentlichen in einer ersten Ebene angeordnet ist,
und das zweite Stellelement ist erfindungsgemäß als zweiter Rahmen ausgebildet,
der im wesentlichen in einer zweiten Ebene angeordnet ist, die im wesentlichen
senkrecht zu der ersten Ebene angeordnet ist, wobei der erste und zweite Rahmen
ineinander greifen und das erste Schnappschaltelement durch den zweiten Rahmen
hindurchragt, und das dem Stellglied abgewandte Ende des zweiten Rahmens mit
dem zweiten Schnappschaltelement gekoppelt ist. Durch die vorstehende
erfindungsgemäße Geometrie und räumliche Anordnung des ersten und zweiten
Schnappschaltelements und deren Stellelementen, die von einem gemeinsamen
Stellglied steuerbar sind, wird eine besonders einfache und funktionssichere
Konstruktion eines erfindungsgemäßen Temperaturschalters bereitgestellt, die
einfach und mit hoher Genauigkeit justiert werden kann und auf einfache Weise
auch automatisiert hergestellt werden kann.
Weitere Ausführungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend
zum besseren Verständnis anhand von Zeichnungen beschrieben.
Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Temperaturschalters in Arbeitsstellung;
Fig. 2 den erfindungsgemäßen Temperaturschalter von Fig. 1 in Ruhestellung
(Aus-Stellung);
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Temperaturschalters von Fig. 2;
Fig. 4 eine weitere stark schematische perspektivische Darstellung eines
Ausschnitts des Temperaturschalters von Fig. 3;
Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen
Stellelements des Ausschalters; und
Fig. 6 eine vergrößerte Draufsicht auf die Kulisse des Stellelements von Fig. 5.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Temperaturschalters in
Arbeitsstellung des Temperaturreglers.
An einem in geeigneter Weise als Niet ausgebildetem gemeinsamen
Verbindungselement 60 sind ein Tragarm 61, ein erstes Schnappschaltelement 10,
ein zweites Schnappschaltelement 20 und ein Bimetall 40 in dieser Reihenfolge und
durch Isolationsdistanzringe 62 getrennt im wesentlichen in einer ersten
Raumrichtung R1 festgehalten, wobei der Tragarm 61, das erste 10 und zweite 20
Schnappschaltelement und das Bimetall 40 sich von dem Verbindungselement 60
ausgehend im wesentlichen in eine zweite Raumrichtung R2 erstrecken, die im
wesentlichen senkrecht zu der ersten Raumrichtung R1 angeordnet ist. An dem
Tragarm 61 ist ein Stellglied 30 angeordnet, das über eine Drehspindel auf ein
erstes Stellelement 31 in der ersten Richtung R1 einwirkt, so dass das Stellelement
31 auf die eingangs beschriebene Weise auf das erste Schnappschaltelement 10
einwirkt und eine Temperaturvorwahl bereitstellt. Das erste Schnappschaltelement
10 ist außerdem an seinem dem Verbindungselement 60 abgewandten Ende über
ein Isolierdistanzmittel 50 mit dem Bimetall 40 gekoppelt, wodurch die eingangs
beschriebene Temperaturbegrenzung mit dem Schwenken des Kontaktelements 11
aufgrund der Vorspannung der Kontaktfeder in ihre Einschaltstellung bzw. das
Schwenken der Kontaktfeder in ihre Aus-Stellung mittels dem Bimetall 40 über das
Isolierdistanzmittel 50 bereitgestellt ist. Das Stellglied 30, das erste Stellelement 31,
das Schnappschaltelement 10, mit dem auf einer Kontaktfeder sitzenden
Kontaktelement 11, das Isolierdistanzmittel 50, und das Bimetall 40 bilden
zusammen den erfindungsgemäßen Temperaturregler.
Erfindungsgemäß ist an dem Temperaturschalter 1 außerdem ein Ausschalter
angeordnet, der mittels dem Stellglied 30, dem Stellelement 32 und dem zweiten
Schnappschaltelement 20 bereitgestellt ist. Das zweite Stellelement 32 wirkt mit
einem auf einem Stellring 34 an dem Stellglied 30 angeordneten und als Vorsprung
ausgebildeten dritten Stellelement 33 derart zusammen, dass das erfindungsgemäß
bistabil ausgebildete Schnappschaltelement 20 bei Drehung des Stellglieds 30 von
einer ersten stabilen Position mit elektrischem Kontakt seines auf einer Kontaktfeder
angeordneten Kontaktelements 21 zu dem Kontaktelement 11 des ersten
Schaltelements 10, die in Fig. 1 dargestellt ist, in eine zweite stabile Position
gebracht werden kann, die in Fig. 2 dargestellt ist, und bei der der Kontakt zwischen
den Kontaktelementen 21 und 11 geöffnet ist.
Erfindungsgemäß sind das erste 10 und das zweite 20 Schnappschaltelement
derart ausgebildet und mittels wenigstens einem isolierenden Distanzring 62
getrennt auf dem Verbindungselement 60 gehalten, dass in Ruhestellung des
Temperaturschalters bzw. in der Ausschaltposition ein Kontaktabstand A sowie ein
Abstand zwischen den an den Kontakten anliegenden Potentialen von wenigstens 3 mm
bereitgestellt ist. Vorteilhaft ist wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist, zwischen
dem ersten 10 und zweiten 20 Schnappschaltelement ein gemeinsamer Festkontakt
63 angeordnet. Auf der dem ersten Schnappschaltelement 10 abgewandten Seite
des zweiten Schnappschaltelements 20 ist außerdem vorteilhaft ein Stütz-
Justierarm 23 in Kontakt mit dem zweiten Schnappschaltelement 20 angeordnet,
über dessen Verbiegung oder Verformung eine geeignete Justage des zweiten
Schnappschaltelements 20 auf einfache Weise möglich ist.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Temperaturschalters 1 von Fig. 2
ebenfalls in Ruhestellung, bei der das zweite Stellelement 32 von dem an dem
Stellglied 30 angeordneten dritten Stellelement 33 in R1-Richtung entgegen der
Federkraft des zweiten Schnappschaltelements 20 verschoben ist, wodurch das auf
einer Kontaktfeder angeordnete Kontaktelement 21 in seinen geöffneten und
stabilen Zustand geschaltet ist. Fig. 3 zeigt wie schon Fig. 1 und Fig. 2 die
Anschlüsse 12 und 22, die ebenfalls von dem Verbindungselement 60 gehalten
sind, und in elektrischen Kontakt mit jeweils dem ersten 10 und zweiten 20
Schnappschaltelement stehen. Die beiden Anschlüsse 12 und 22 sind in den
Zeichnungen jeweils beispielhaft in R2-Richtung ausgebildet. Fig. 3 zeigt außerdem
den Anschluß 64, der in Kontakt mit dem Festkontakt 63 ebenfalls von dem
Verbindungselement 60 gehalten ist, und der vorteilhaft für eine Signalanzeige
verwendet werden kann und in Fig. 3 beispielhaft ungefähr senkrecht zu den
Anschlüssen 12 und 22, nämlich in einer dritten Raumrichtung R3 angeordnet ist.
Es ist klar, dass die Anschlüsse 12 und 22 und der vorteilhafte Anschluss 64
bedarfsgerecht auch in andere Richtung angeordnet sein können. Der Stütz-
Justierarm 23 kann außerdem wie in Fig. 1 und 2 dargestellt mit dem Anschluß 22
einstückig ausgebildet sein.
Die perspektivische Darstellung von Fig. 3 ist besonders geeignet, um außerdem
die erfindungsgemäße räumliche Anordnung des Temperaturschalters 1 in den drei
Richtungen R1, R2 und R3 zu verdeutlichen. In Fig. 4 werden daher erneut die
wesentlichen Elemente des Temperaturschalters 1 in ihrer erfindungsgemäßen
Geometrie und Anordnung dargestellt. Hierbei wurde der Übersichtlichkeit halber
auch der gemeinsame Festkontakt 63 in der Zeichnung nicht berücksichtigt.
Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung eines ersten geschlossenen
Rahmens RA1, der von dem Verbindungselement 60, dem Bimetall 40, dem
Isolierdistanzmittel 50, und dem ersten Schnappschaltelement 10 gebildet ist, und
im wesentlichen in der von Richtung R1 und R2 aufgespannten ersten Ebene
(R1, R2) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist außerdem das zweite Stellelement 32
rahmenartig RA2 mit einer zentralen Öffnung ausgebildet und außerdem im
wesentlichen in einer zweiten Ebene (R1, R3) angeordnet, die im wesentlichen
senkrecht zu der ersten Ebene (R1, R2) angeordnet ist. Das dem Stellglied 30
abgewandte Ende des zweiten Stellelements 32 ist innerhalb des ersten Rahmens
RA1 mit dem dem Verbindungselement 60 abgewandten Ende des zweiten
Schnappschaltelements 20 gekoppelt. Das zweite Stellelement 32 steht in
Ruhestellung des Temperaturschalters 1 in Wirkkontakt mit dem an dem Stellglied
30 angeordneten dritten Stellelement 33, und wird von ihm entgegen der Federkraft
des zweiten Schnappschaltelements 20 in R1-Richtung gedrückt, wodurch das
zweite Schnappschaltelement 20 in seine zweite und stabile Ausschaltposition
gebracht ist.
Erfindungsgemäß durchragt das erste Schnappschaltelement 10 das zweite
Stellelement 32 mit seinem dem Verbindungselement 60 abgewandten Ende, wobei
das Stellelement 32 in geeigneter Weise derart ausgebildet ist, dass es ohne das erste
Schnappschaltelement 10 zu berühren in R1-Richtung verschoben werden kann.
Dabei wird das zweite Stellelement 32 geeigneter Weise von in dem Tragarm 61
ausgebildeten Führungen geführt. Das zweite Stellelement 32 ist außerdem derart
ausgebildet, dass seine Verschiebung und/oder eine Verstellung des ersten
Schnappschaltelements 10 und/oder ein Arbeitsbetrieb des Bimetalls 40 erfolgt,
ohne dass diese Bewegungen sich durch gegenseitige Berührung der relativ
zueinander verschobenen Elemente des ersten RA1 und zweiten RA2 Rahmens
stören.
Wie bereits anhand von Fig. 1 und Fig. 2 oben beschrieben ist, steht das Stellglied
30 über eine Einstellspindel und das Stellelement 31 in im wesentlichen in R1-
Richtung gerichteten Wirkkontakt mit dem ersten Schnappschaltelement 10, was in
Fig. 4 ebenfalls schematisch dargestellt ist. Erfindungsgemäß sind, wie ebenfalls
aus Fig. 1 und 2 am deutlichsten hervorgeht, das erste 10 und zweite 20
Schnappschaltelement derart angeordnet, dass ihre Kontaktelemente 11 und 21
aneinander gegenüberliegend angeordnet sind und ebenfalls im wesentlichen in R1-
Richtung wirken.
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen
zweiten Stellelements 32, in der gleichen Lage bezüglich zur Papierebene wie in
Fig. 3, und Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des Stellelements 32.
Das Stellelement 32 ist erfindungsgemäß als Schlitten ausgebildet, der vorteilhaft
einen Rahmen 321, RA2 mit einer zentralen Öffnung 322 für das erste
Schnappschaltelement 10, mit zwei Vorsprüngen 323 zur Führung des
Stellelements 32 in mit den Vorsprüngen 323 korrespondierenden
Führungsschlitzen des Tragarms 61, und an seinem von dem Stellglied 30
abgewandten Ende zwei Schlitze 324 für die Kopplung des Stellelements 32 mit
dem dem Verbindungselement 60 abgewandten Ende des zweiten
Schnappschaltelements 20 aufweist. Das als geschlossener Rahmen 321
ausgebildete Stellelement 32 ist mechanisch besonders stabil, es ist aber klar, dass
der Rahmen 321 an seinem dem Stellglied 30 abgewandten Ende auch geöffnet
sein kann. An seinem dem Stellglied 30 zugewandten Ende ist in dem Stellelement
32 erfindungsgemäß eine Kulisse ausgebildet, die mit dem an dem Stellring 34 als
Vorsprung ausgebildeten Stellelement 33 korrespondiert und im Drehsinn (entgegen
Uhrzeigersinn) des Stellglieds 30 die nachfolgenden Elemente aufweist: Eine Flanke
327, die zu einem Stellvorsprung 326 ansteigt, in dem eine zentrale Mulde
ausgebildet ist, und ein Anschlag 325, der ebenfalls als Vorsprung in der Kulisse
ausgebildet ist.
Bei einer Drehung des Stellglieds entgegen dem Uhrzeigersinn und ausgehend von
einer Stellung des Stellgliedes 30 mit dem dritten Stellelement 33 kurz vor seinem
Eintritt in die Kulisse, was in Fig. 1 dargestellt ist, tritt das dritte Stellelement 33
zunächst in die Kulisse ein. Bei weiterer Drehung gegen den Uhrzeigersinn kommt
das dritte Stellelement 33 in Kontakt mit der Flanke 327 wodurch das Stellelement
32 entgegen der Federkraft des zweiten Schnappschaltelements 20 in R1-Richtung
verschoben wird, bis der Stellvorsprung 326 erreicht ist, wobei die dort ausgebildete
Mulde mit einer an dem dritten Stellelement 33 korrespondierend ausgebildeten
Nase zusammenwirkt, so dass eine stabile Position des Stellelements 32 und des
Stellglieds 30 bereitgestellt ist, die in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Der Anschlag 325
stellt außerdem sicher, dass das Stellglied 30 nicht weiter gedreht werden kann.
Insgesamt ist die Kulisse in einem Winkelbereich von 180° in dem dem Stellglied 30
zugewandten Ende des Stellelements 32 ausgebildet, wovon die Flanke 327, der
Stellvorsprung 326 und der Anschlag 325 ungefähr einen Winkelbereich von 60 bis
120° und vorteilhaft ungefähr 90° einnehmen.
Der Anschlag 325 ist derart ausgebildet, dass er auch eine der oben beschriebenen
Drehrichtung entgegengerichtete Drehung des Stellglieds 30 begrenzt. Außerdem
ist der Stellvorsprung 326 mit der Mulde in der Mitte des Stellelements 32
angeordnet, so dass das Stellelement 32 ohne zu verkanten mit seinen
Vorsprüngen 323 in den Führungsschlitzen des Tragarms 61 geführt wird. In der
Position des Stellglieds 30 von Fig. 2 und 3 ist das Stellelement 32 außerdem stabil
zwischen dem dritten Stellelement 33 und dem zweiten Schnappschaltelement 20
gehalten, da in dieser Position auf das Stellelement 32 eine Gegenkraft der
Federelemente des Schnappschaltelements 20 wirkt.
Wird nun das Stellglied 30 ausgehend von der Position von Fig. 2 und 3 im
Uhrzeigersinn gedreht und dabei die Federkraft des Schnappschaltelements 20
überwunden, die benötigt wird, um die Nase des dritten Stellelements 33 aus der
Mulde des Stellvorsprungs 326 zu bringen, dann wird für eine weitere Drehung des
Stellglieds 30 keine Kraft benötigt, die der Federkraft des Schnappschaltelements
20 entgegenwirkt, und das dritte Stellelement 33 wird über die Flanke 327 aus der
Kulisse des Stellelements 32 herausgedreht, wobei das Schnappschaltelement 20
in seine in Fig. 1 dargestellte stabile Lage schaltet, die einen elektrischen Kontakt
seines Kontaktelementes 21 mit dem Kontaktelement 11 des ersten
Schnappschaltelements 10 bereitstellt. Die weitere Drehung des Stellglieds 30 im
Uhrzeigersinn steuert das Stellelement 31 des ersten Schnappschaltelements 10
und stellt wie oben beschrieben den Temperatursollwert ein, wobei das dritte
Stellelement 33 schließlich erneut in die Kulisse eintritt und die Drehung ebenfalls
durch den Anschlag 325 begrenzt wird.
Erfindungsgemäß kann ein erstes Schnappschaltelement 10 und ein zweites
Schnappschaltelement 20 derart abgestimmt mit dem Drehsinn des Stellglieds 30
und der Ausbildung der Kulisse in dem Stellelement 32 bereitgestellt werden, dass
eine mittels Drehung des Stellglieds 30 bereitgestellte Steuerrichtung des
Temperaturreglers der Schaltrichtung des Ausschalters gleichgerichtet ist und
außerdem kann diese Anordnung derart ausgebildet sein, dass die mittels Drehung
des Stellglieds 30 bereitgestellte Steuerrichtung des Temperaturreglers der
Schaltrichtung des Ausschalters entgegengerichtet ist.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel mit dem in der Kulisse des
zweiten Stellelements 32 ausgebildeten Anschlag 325 ist der Vortrieb des
Stellglieds 30 geeigneter Weise mittels einer mit einem Gewinde
zusammenwirkenden Spindel ausgebildet, so daß der Vortrieb des Stellelements 31
in R1-Richtung mittels entsprechender Drehung des Stellglieds 30 erfolgt und von
dem Anschlag 325 begrenzt ist.
Bei einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Abwandlung der vorliegenden
Erfindung kann die Kulisse des zweiten Stellelements 32 auch ohne den Anschlag
325 ausgebildet sein, wobei geeigneter Weise eine erste und zweite einander
gegenüberliegende und symmetrische Flanke 327 an dem Stellvorsprung 326 in der
Kulisse angeordnet sind, so dass das Stellglied 30 in beiden Drehrichtungen und
über 360° hinaus gedreht werden kann. Hierbei ist geeigneter Weise der Vortrieb
des Stellelements 31 in R1-Richtung von auf der Spindel und dem Tragarm 61
befindlichen zusammenwirkenden Kulissen auf einen vorbestimmten Bereich
begrenzt, wobei die vorstehende Abwandlung der vorliegenden Erfindung auf
vielfältige Weise ausgebildet sein kann und z. B. auch derart ausgebildet sein kann,
dass ein vorbestimmter niedrigster und höchster Temperatursollwert jeweils bei
einer der beiden Stellungen des dritten Stellelements 33 unmittelbar vor einer der
beiden Flanken 327 bereitgestellt ist, und außerdem z. B. auch derart ausgebildet
sein, dass ein niedrigster oder ein höchster Temperatursollwert bei der Stellung des
dritten Stellelements 33 in seiner von dem Stellvorsprung 326 abgewandten und
diesem gegenüberliegenden Stellung, bei der Stellvorsprung 326, Stellglied 30 und
Stellelement 33 auf einer Linie angeordnet sind, bereitgestellt ist.
Der oben Anhand von Ausführungsbeispielen beschriebene Temperaturschalter 1
ermöglicht eine besonders funktionssichere Kombination eines Temperaturreglers
und eines Ausschalters, der aufgrund der Vielzahl von an einem
Verbindungselement 60 gehaltenen Elemente besonders einfach herstellbar ist. Der
Temperaturregler und der Ausschalter sind besonders funktionssicher, weil sie von
voneinander unabhängigen Schnappschaltelementen 10 und 20 gesteuert werden,
und insbesondere der Ausschalter ist besonders funktionssicher, da er von dem
Temperaturregler entkoppelt ist und geeignet ist, in seiner Ausschaltposition einen
hinreichenden Kontaktabstand bereitstellen zu können. Der Schaltpunkt des
Ausschalters ist außerdem durch Verformung des Stütz-Justierarms 23 und/oder
durch Verschiebung des Stellrings 34 an dem Stellglied 30 in R1 Richtung
besonders einfach und genau zu justieren. Die Isolierelemente, nämlich das
Isolierdistanzmittel 50, das erste und zweite Stellelement 31 und 32 und die
Distanzringe 62 sind geeigneter Weise aus temperaturbeständigem Kunststoff
und/oder Keramik ausgebildet, so dass der Temperaturschalter 1 in einem durch
seine obige erfindungsgemäße Ausbildung ermöglichten funktionssicheren Betrieb
in einem Bereich von über 200°C dauerhaft eingesetzt werden kann.
Dementsprechend ist das erste (10) und zweite (20) Schnappschaltelement aus
einem temperaturbeständigen elektrischen Leiter, z. B. aus Metall ausgebildet.
R1 Erste Richtung
R2 Zweite Richtung
R3 Dritte Richtung
R1, R2 Erste Ebene
R1, R3 Zweite Ebene
RA1 Erster Rahmen
RA2 Zweiter Rahmen
A Kontaktabstand
R2 Zweite Richtung
R3 Dritte Richtung
R1, R2 Erste Ebene
R1, R3 Zweite Ebene
RA1 Erster Rahmen
RA2 Zweiter Rahmen
A Kontaktabstand
10
Erstes Schnappschaltelement
11
Kontaktelement
12
Anschluss
20
Zweites Schnappschaltelement
21
Kontaktelement
22
Anschluss
23
Stütz-Justierarm
30
Stellglied
31
Erstes Stellelement
32
Zweites Stellelement
321
Rahmen
322
Zentrale Öffnung
323
Vorsprung
324
Schlitz
325
Anschlag
326
Stellvorsprung
327
Flanke
33
Drittes Stellelement
34
Stellring
40
Bimetall
50
Isolierdistanzmittel
60
Verbindungselement
61
Tragarm
62
Isolationsdistanzring
63
Festkontakt
64
Anschluss
Claims (19)
1. Temperaturschalter (1), mit:
einem aus einem ersten Federsatz bestehenden ersten Schnappschaltelement (10), das über ein erstes Stellelement (31) mit einem Stellglied (30) und über ein Isolierdistanzmittel (50) mit einem Bimetall (40) zusammenwirkt, so daß ein Temperaturregler bereitgestellt ist; und mit
einem aus einem zweiten Federsatz bestehenden zweiten Schnappschaltelement (20), das über ein zweites Stellelement (32) mit dem Stellglied (30) zusammenwirkt, so daß ein Ausschalter bereitgestellt ist;
wobei:
das erste (10) und zweite (20) Schnappschaltelement und das Bimetall (40) werden voneinander isoliert von einem gemeinsamen Verbindungselement (60) gehalten.
einem aus einem ersten Federsatz bestehenden ersten Schnappschaltelement (10), das über ein erstes Stellelement (31) mit einem Stellglied (30) und über ein Isolierdistanzmittel (50) mit einem Bimetall (40) zusammenwirkt, so daß ein Temperaturregler bereitgestellt ist; und mit
einem aus einem zweiten Federsatz bestehenden zweiten Schnappschaltelement (20), das über ein zweites Stellelement (32) mit dem Stellglied (30) zusammenwirkt, so daß ein Ausschalter bereitgestellt ist;
wobei:
das erste (10) und zweite (20) Schnappschaltelement und das Bimetall (40) werden voneinander isoliert von einem gemeinsamen Verbindungselement (60) gehalten.
2. Temperaturschalter (1) nach Anspruch 1, wobei:
das erste (10) und zweite (20) Schnappelement bewirken ein Öffnen und Schließen von Kontaktelementen (11) und (21) im wesentlichen in einer ersten Richtung (R1); und
das erste (31) und zweite (32) Stellelement wirken in der ersten Richtung (R1) auf das erste (10) bzw. zweite (20) Schnappschaltelement; und
das Isolierdistanzmittel wirkt in der ersten Richtung (R1) auf das erste Schnappschaltelement (10).
das erste (10) und zweite (20) Schnappelement bewirken ein Öffnen und Schließen von Kontaktelementen (11) und (21) im wesentlichen in einer ersten Richtung (R1); und
das erste (31) und zweite (32) Stellelement wirken in der ersten Richtung (R1) auf das erste (10) bzw. zweite (20) Schnappschaltelement; und
das Isolierdistanzmittel wirkt in der ersten Richtung (R1) auf das erste Schnappschaltelement (10).
3. Temperaturschalter (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei:
das erste (10) und zweite (20) Schnappschaltelement und das Bimetall (40) in dieser Reihenfolge an dem Verbindungselement (60) angeordnet sind, und sich von dem Verbindungselement (60) ausgehend im wesentlichen in einer zweiten Richtung (R2) erstrecken, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung (R1) angeordnet ist.
das erste (10) und zweite (20) Schnappschaltelement und das Bimetall (40) in dieser Reihenfolge an dem Verbindungselement (60) angeordnet sind, und sich von dem Verbindungselement (60) ausgehend im wesentlichen in einer zweiten Richtung (R2) erstrecken, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung (R1) angeordnet ist.
4. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei:
das erste Schnappschaltelement (10), das Isolierdistanzmittel (50), das Bimetall (40) und das Verbindungselement (60) bilden einen ersten geschlossenen Rahmen (RA1), der im wesentlichen in der von der ersten (R1) und zweiten (R2) Richtung aufgespannten Ebene (R1, R2) angeordnet ist.
das erste Schnappschaltelement (10), das Isolierdistanzmittel (50), das Bimetall (40) und das Verbindungselement (60) bilden einen ersten geschlossenen Rahmen (RA1), der im wesentlichen in der von der ersten (R1) und zweiten (R2) Richtung aufgespannten Ebene (R1, R2) angeordnet ist.
5. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei:
das zweite Stellelement (32) ist ein Schlitten, der als zweiter Rahmen (RA2) ausgebildet ist, und der im wesentlichen in einer zweiten Ebene (R1, R3) angeordnet ist, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Ebene (R1, R2) angeordnet ist.
das zweite Stellelement (32) ist ein Schlitten, der als zweiter Rahmen (RA2) ausgebildet ist, und der im wesentlichen in einer zweiten Ebene (R1, R3) angeordnet ist, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Ebene (R1, R2) angeordnet ist.
6. Temperaturschalter (1) nach Anspruch 4 und Anspruch 5, wobei:
der erste (RA1) und zweite (RA2) Rahmen greifen ineinander, wobei das erste Schnappschaltelement (10) durch den zweiten Rahmen (RA2) hindurchragt, und das dem Stellglied (30) abgewandte Ende des zweiten Rahmens (RA2) mit dem zweiten Schnappschaltelement (20) gekoppelt ist.
der erste (RA1) und zweite (RA2) Rahmen greifen ineinander, wobei das erste Schnappschaltelement (10) durch den zweiten Rahmen (RA2) hindurchragt, und das dem Stellglied (30) abgewandte Ende des zweiten Rahmens (RA2) mit dem zweiten Schnappschaltelement (20) gekoppelt ist.
7. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei:
zwischen dem ersten (10) und zweiten (20) Schnappschaltelement ist ein mit diesen zusammenwirkender Festkontakt (63) angeordnet, der ebenfalls von dem Verbindungselement (60) gehalten ist.
zwischen dem ersten (10) und zweiten (20) Schnappschaltelement ist ein mit diesen zusammenwirkender Festkontakt (63) angeordnet, der ebenfalls von dem Verbindungselement (60) gehalten ist.
8. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei:
das Stellglied (30) umfaßt eine Betätigungsspindel und steuert das erste Stellelement (31), das in der ersten Raumrichtung (R1) auf das erste Schnappschaltelement (10) wirkt, und
das Stellglied (30) umfaßt ein drittes Stellelement (33), das mit dem zweiten Stellelement (32) zusammenwirkt, und steuert das zweite Stellelement (32), das in der ersten Raumrichtung (R1) auf das zweite Schnappschaltelement (20) wirkt.
das Stellglied (30) umfaßt eine Betätigungsspindel und steuert das erste Stellelement (31), das in der ersten Raumrichtung (R1) auf das erste Schnappschaltelement (10) wirkt, und
das Stellglied (30) umfaßt ein drittes Stellelement (33), das mit dem zweiten Stellelement (32) zusammenwirkt, und steuert das zweite Stellelement (32), das in der ersten Raumrichtung (R1) auf das zweite Schnappschaltelement (20) wirkt.
9. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei:
das zweite Schnappschaltelement (20) ist derart ausgebildet, daß in Aus- Stellung ein Kontaktabstand sowie ein Abstand zwischen den anliegenden Potentialen von < 3 mm bereitgestellt ist.
das zweite Schnappschaltelement (20) ist derart ausgebildet, daß in Aus- Stellung ein Kontaktabstand sowie ein Abstand zwischen den anliegenden Potentialen von < 3 mm bereitgestellt ist.
10. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche wobei:
eine mittels Drehung des Stellgliedes (30) bereitgestellte Steuerrichtung des Temperaturreglers ist der Schaltrichtung des Ausschalters gleichgerichtet.
eine mittels Drehung des Stellgliedes (30) bereitgestellte Steuerrichtung des Temperaturreglers ist der Schaltrichtung des Ausschalters gleichgerichtet.
11. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-9, wobei:
eine mittels Drehung des Stellglieds (30) bereitgestellte Steuerrichtung des Temperaturreglers ist der Schaltrichtung des Ausschalter entgegengerichtet.
eine mittels Drehung des Stellglieds (30) bereitgestellte Steuerrichtung des Temperaturreglers ist der Schaltrichtung des Ausschalter entgegengerichtet.
12. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 8 bis 11,
wobei:
das zweite Stellelement (32) wird von einer an dem Tragarm (61) angeordneten Führung gehalten; und
das zweite Stellelement (32) ist an seinem dem Stellglied (30) abgewandten Ende mit dem Federsatz des zweiten Schnappschaltelements (20) gekoppelt;
wobei der Federsatz in einen in dem Stellelement (32) ausgebildeten Schlitz (324) eingeführt ist.
das zweite Stellelement (32) wird von einer an dem Tragarm (61) angeordneten Führung gehalten; und
das zweite Stellelement (32) ist an seinem dem Stellglied (30) abgewandten Ende mit dem Federsatz des zweiten Schnappschaltelements (20) gekoppelt;
wobei der Federsatz in einen in dem Stellelement (32) ausgebildeten Schlitz (324) eingeführt ist.
13. Temperaturschalter (1) nach Anspruch 12, wobei:
das dem Stellglied (30) zugewandte Ende des Stellelements (32) ist als Kulisse ausgebildet, die mit einem dritten Stellelement zusammenwirkt, das als Vorsprung auf einem an dem Stellglied (30) angeordneten Stellring (34) ausgebildet ist;
in der Kulisse ist ein Stellvorsprung (326) mit zwei gegenüberliegenden und symmetrisch ausgebildeten zu dem Stellvorsprung (326) ansteigenden Flanken (327) ausgebildet, die mit dem dritten Stellelement (33) derart zusammenwirken, daß bei Drehung des Stellglieds (30) das dritte Stellelement (33) das zweite Stellelement (32) in der ersten Raumrichtung (R1) verschiebt.
das dem Stellglied (30) zugewandte Ende des Stellelements (32) ist als Kulisse ausgebildet, die mit einem dritten Stellelement zusammenwirkt, das als Vorsprung auf einem an dem Stellglied (30) angeordneten Stellring (34) ausgebildet ist;
in der Kulisse ist ein Stellvorsprung (326) mit zwei gegenüberliegenden und symmetrisch ausgebildeten zu dem Stellvorsprung (326) ansteigenden Flanken (327) ausgebildet, die mit dem dritten Stellelement (33) derart zusammenwirken, daß bei Drehung des Stellglieds (30) das dritte Stellelement (33) das zweite Stellelement (32) in der ersten Raumrichtung (R1) verschiebt.
14. Temperaturschalter (1) nach Anspruch 12, wobei:
die Sollwertverstellfunktion des Temperaturreglers und die Ausschaltfunktion sind innerhalb einem Drehbereich des Stellglieds (30) von < 360° bereitgestellt, der von einem Anschlag (325) des Stellelements (32) vorgegeben ist, das mit einem auf einem Stellring (34) angeordneten und als Vorsprung ausgebildeten dritten Stellelement (33) zusammenwirkt;
das dem Stellglied (30) zugewandte Ende des Stellelements (32) ist als Kulisse ausgebildet, die mit dem dritten Stellelement zusammenwirkt;
in der Kulisse ist ein Anschlag (325), ein Stellvorsprung (326) und eine zu dem Stellvorsprung (326) ansteigende Flanke (327) ausgebildet, die mit dem dritten Stellelement (33) derart zusammenwirken, daß bei Drehung des Stellglieds (30) das dritte Stellelement (33) das zweite Stellelement (32) in der ersten Raumrichtung (R1) verschiebt.
die Sollwertverstellfunktion des Temperaturreglers und die Ausschaltfunktion sind innerhalb einem Drehbereich des Stellglieds (30) von < 360° bereitgestellt, der von einem Anschlag (325) des Stellelements (32) vorgegeben ist, das mit einem auf einem Stellring (34) angeordneten und als Vorsprung ausgebildeten dritten Stellelement (33) zusammenwirkt;
das dem Stellglied (30) zugewandte Ende des Stellelements (32) ist als Kulisse ausgebildet, die mit dem dritten Stellelement zusammenwirkt;
in der Kulisse ist ein Anschlag (325), ein Stellvorsprung (326) und eine zu dem Stellvorsprung (326) ansteigende Flanke (327) ausgebildet, die mit dem dritten Stellelement (33) derart zusammenwirken, daß bei Drehung des Stellglieds (30) das dritte Stellelement (33) das zweite Stellelement (32) in der ersten Raumrichtung (R1) verschiebt.
15. Temperaturschalter (1) nach Anspruch 13 oder 14, wobei:
an dem dritten Stellelement (33) ist eine Nase ausgebildet, die mit einer auf dem Stellvorsprung (326) ausgebildeten Mulde zusammenwirkt, so daß der Temperaturschalter (1) in der Aus-Stellung eine Raststellung aufweist.
an dem dritten Stellelement (33) ist eine Nase ausgebildet, die mit einer auf dem Stellvorsprung (326) ausgebildeten Mulde zusammenwirkt, so daß der Temperaturschalter (1) in der Aus-Stellung eine Raststellung aufweist.
16. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei:
an dem Verbindungselement (60) ist in Kontakt mit dem zweiten Schnappschaltelement (20) ein Stütz-Justierarm (23) aus plastisch verformbaren Material zur Stützung des Schnappschaltelements (20) und zur Justierung der Schaltpunktlage durch Verbiegen angeordnet.
an dem Verbindungselement (60) ist in Kontakt mit dem zweiten Schnappschaltelement (20) ein Stütz-Justierarm (23) aus plastisch verformbaren Material zur Stützung des Schnappschaltelements (20) und zur Justierung der Schaltpunktlage durch Verbiegen angeordnet.
17. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei:
die Schaltpunkt-Justage des Ausschalters erfolgt durch Verschieben des Stellrings (34) auf dem Stellglied (30).
die Schaltpunkt-Justage des Ausschalters erfolgt durch Verschieben des Stellrings (34) auf dem Stellglied (30).
18. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei:
der Labilpunkt des zweiten Schnappschalters (20) ist bistabil, und wird durch die Drehbetätigung des Stellglieds (30) nicht beeinflußt.
der Labilpunkt des zweiten Schnappschalters (20) ist bistabil, und wird durch die Drehbetätigung des Stellglieds (30) nicht beeinflußt.
19. Temperaturschalter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei:
das Isolierdistanzmittel (50) und das erste (31) und zweite (32) Stellelement sind aus temperaturbeständigem Isolierstoff; und das erste (10) und zweite (20) Schnappschaltelement sind aus einem temperaturbeständigem elektrischen Leiter.
das Isolierdistanzmittel (50) und das erste (31) und zweite (32) Stellelement sind aus temperaturbeständigem Isolierstoff; und das erste (10) und zweite (20) Schnappschaltelement sind aus einem temperaturbeständigem elektrischen Leiter.
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