DE1043461B

DE1043461B - Electrical temperature dependent switch

Info

Publication number: DE1043461B
Application number: DEE5510A
Authority: DE
Inventors: Olav Amandus Johansen
Original assignee: EL KA ELEK SK APPARATFABRIKK
Current assignee: EL KA ELEK SK APPARATFABRIKK
Priority date: 1951-05-23
Filing date: 1952-05-20
Publication date: 1958-11-13
Also published as: FR1060911A; US2687460A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen temperaturabhängigen Schalter mit einem elektrischen Heizelement, einem beweglichen Bimetallstreifen, dessen bis zur Erreichung der Wirkstellung zurückzulegende Wegstrecke durch Längsverschiebung des Bimetall-Streifens einstellbar ist, und einem mittelbar oder unmittelbar wirkenden mechanischen Betätigungsorgan für den Schalter in Form eines doppelarmigen Hebels.The invention relates to an electrical temperature-dependent switch with an electrical heating element, a movable bimetallic strip, which has to be covered until the active position is reached Distance is adjustable by longitudinal displacement of the bimetal strip, and one indirectly or directly acting mechanical actuator for the switch in the form of a double-armed lever.

Es sind bereits elektrische Zeitunterbrecher bekannt, die für Treppenbeleuchtungen od. dgl. bestimmt sind. Bei einem solchen Unterbrecher ist ein doppelarmiger Hebel vorgesehen, dessen einer Arm mit Anschlägen gegen einen Bimetallstab stößt, wodurch die Schwenkbewegung des Hebels unter der Wirkung einer besonderen Kraft eine Steuerung erfährt. Als Anschläge an dem einen Arm des Hebels sind mehrere Nasen vorgesehen. Einige dieser Nasen können mehr oder weniger weit durch entsprechendes Verstellen vorstehen, so daß der Bimetallstab mehr oder weniger lang an ihnen anliegt. Durch das Verstellen der Nasen ist eine Änderung der Zeitdauer der Stromunterbrechung möglich. Die Nasen liegen hintereinander in einem von dem Hebelarm beschriebenen Kreisbogen. Der Bimetallstab ist lediglich ein Anschlagelement, welches die Nasen freigibt, damit eine Zusatzkraft den Hebel schwenken kann. Er ist nicht gegenüber den Anschlagstellen verstellbar.Electric time interrupters are already known which are intended for stair lighting or the like. One such breaker is a double-armed one Lever provided, one arm of which abuts against a bimetal rod with stops, causing the pivoting movement the lever experiences a control under the action of a special force. As attacks Several lugs are provided on one arm of the lever. Some of these noses can be more or less protrude less by adjusting accordingly, so that the bimetal rod more or less rests on them for a long time. Adjusting the noses changes the duration of the power interruption possible. The noses lie one behind the other in an arc of a circle described by the lever arm. The bimetallic rod is only a stop element that releases the lugs, thus providing an additional force can pivot the lever. It is not adjustable in relation to the stop points.

Bei einem anderen bekannten Zeitschalter bildet der Bimetallstreifen gleichfalls lediglich ein Anschlagelement. Die Drehung der Schaltscheibe erfolgt hier durch eine besondere Kraft. Eine Verstellbarkeit der Anschläge zwecks Änderung ihrer vorstehenden Länge ist nicht vorgesehen. Ebenso kann der Bimetallstreifen nicht in seiner Längsrichtung verstellt werden, um ihn ~ so auf eine andere Angriffsstellung einzustellen.In another known time switch, the bimetal strip likewise only forms a stop element. The rotation of the switching disk takes place here by a special force. An adjustability of the Stops to change their protruding length is not provided. The bimetal strip can also cannot be adjusted in its longitudinal direction in order to adjust it to a different attack position.

Demgegenüber übt nach der Erfindung der Bimetallstreifen die Schwenkkraft selbst aus, so daß es keiner besonderen zusätzlichen Kraft bedarf, um die Schwenkung des doppelarmigen Hebels zu bewirken. Hierbei ist die Anordnung so getroffen, daß ohne Änderung des Schwenkbogens beim Wirksamwerden des Bimetallstreifens die Zeit zum Wirksamwerden des Streifens einstellbar ist. Der Hebelarm, an welchem der Bimetallstreifen nicht angreift, beschreibt also stets die gleiche Bogenstrecke, unabhängig davon, an welcher Stelle des anderen Hebelarmes der Bimetallstreifen diesen beeinflußt.In contrast, according to the invention, the bimetal strip exerts the pivoting force itself, so that none special additional force is required to effect the pivoting of the double-armed lever. Here the arrangement is made so that without changing the swivel arc when it comes into effect of the bimetallic strip, the time for the strip to take effect is adjustable. The lever arm on which the bimetal strip does not attack, so it always describes the same arc length, regardless of at which point of the other lever arm the bimetal strip affects this.

Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei an sich bekannter Anwendung von Abstufungen an dem einen Hebelarm als Angriffsflächen für den Bimetallstreifen die Abstufungen in Richtung der Längsachse des Armes liegen. Hierbei weist j ede Abstufung·, welche einen größeren Abstand von der Schwenkachse des Armes besitzt, von der Grundfläche des Gestells Elektrischer temperaturabhängiger
SchalterAccording to the invention, this is achieved in that, when the use of graduations is known per se, the graduations lie in the direction of the longitudinal axis of the arm on one lever arm as engagement surfaces for the bimetallic strip. Here, each gradation which has a greater distance from the pivot axis of the arm from the base of the electrical frame is more temperature-dependent
counter

Anmelder:Applicant:

EL-KA Elektrisk Apparatfabrikk,
Langhus (Norwegen)EL-KA Elektrisk Apparatfabrikk,
Langhus (Norway)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Kuborn, Patentanwalt,
Düsseldorf, Tonhallenstr. 8Representative: Dipl.-Ing. W. Kuborn, patent attorney,
Düsseldorf, Tonhallenstr. 8th

Beanspruchte Priorität:
Norwegen vom 23. Mai 1951Claimed priority:
Norway 23 May 1951

Olav Amandus Johansen, Langhus (Norwegen),
ist als Erfinder genannt wordenOlav Amandus Johansen, Langhus (Norway),
has been named as the inventor

der Vorrichtung gemessen, eine höhere Lage als die benachbarte, näher an der Schwenkachse liegende Abstufung auf.measured by the device, a higher position than the adjacent gradation closer to the pivot axis on.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Heizelement starr am Rahmen des elektrischen temperaturabhängigen Schalters befestigt, während der Bimetallstreifen in seiner Achsrichtung derart verschiebbar ist, daß seine freie Länge geändert werden kann.In a preferred embodiment of the invention, the heating element is rigid on the frame of the electrical temperature-dependent switch attached, while the bimetallic strip in its axial direction is displaceable in such a way that its free length can be changed.

Der elektrische temperaturabhängige Schalter kann außerdem mit seinem doppelarmigen Hebel schwingbar auf dem Rahmen des Schalters gelagert sein, wobei der eine Arm abgestuft und so angebracht ist, daß die einzelnen Stufen einen Anschlag für den Bimetallstreifen in den verschiedenen Stellungen des letzteren bilden.The electrical temperature-dependent switch can also swing with its double-armed lever be mounted on the frame of the switch, one arm being stepped and attached in such a way that that the individual stages have a stop for the bimetallic strip in the various positions of the form the latter.

Zwischen dem Ende des Bimetallstreifens und den Abstufungen ist ein Spiel derart vorgesehen, daß von der Erwärmung des Bimetallstreifens bis zu dessen Anschlagen gegen das doppelhebelartige Betätigungsorgan eine gewisse Zeit vergeht, wodurch das Betätigungsorgan in Tätigkeit gesetzt wird, und wiederum eine Zeit vergeht bis zu dem Augenblick, wenn der Bimetallstreifen sich wieder in seiner Ausgangsstellung befindet.Between the end of the bimetal strip and the gradations, a game is provided that of the heating of the bimetallic strip until it hits the double-lever-like actuator a certain time elapses whereby the actuator is activated, and again a time passes until the moment when the bimetallic strip is back in its original position is located.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. The drawing illustrates an embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt in schaubildlicher Darstellung einen elektrischen temperaturabhängigen Schalter mit einemFig. 1 shows a diagrammatic representation of an electrical temperature-dependent switch with a

8OJ 67S/27O8OJ 67S / 27O

Schaltschema für einen elektrischen vom Schalter gesteuerten Apparat.Circuit diagram for an electrical one controlled by the switch Apparatus.

Fig. 2 bis 9 geben verschiedene Stellungen der einzelnen Teile zur Erläuterung der Wirkung des Schalters schematisch wieder. Es verdeutlicht2 to 9 show different positions of the individual parts to explain the effect of the switch schematically again. It clarifies

Fig. 2 den Schalter in stromloser Lage,2 shows the switch in the de-energized position,

Fig. 3 den Schalter in dem Augenblick, in welchem dem Heizelement Strom zugeleitet wird,3 shows the switch at the moment in which current is supplied to the heating element,

Fig. 4 den Bimetallstreifen in der ersten Phase der Abwärtsbiegung,4 shows the bimetal strip in the first phase of the downward bending,

Fig. 5 den Bimetallstreifen in der letzten Phase der Abwärtsbiegung;Fig. 5 shows the bimetal strip in the final phase of the downward bending;

Fig. 6, 7 und 8 sind einander entsprechende Wiedergaben, in denen bei der mittleren jedoch der Bimetallstreifen im Verhältnis zum Hauptelement weiter vorgeschoben ist;Figures 6, 7 and 8 are corresponding representations, but in which the middle one shows the bimetal strip is further advanced relative to the main element;

Fig. 9 entspricht Fig. 7 und 8 mit zurückgezogenem Bimetallstreifen.9 corresponds to FIGS. 7 and 8 with the bimetal strip withdrawn.

Im einzelnen ist in Fig. 2 die Kontaktvorrichtung am elektrischen Schalter in freier Stellung erkennbar, während Fig. 3 die Kontaktvorrichtung zeigt, nachdem der Schalter zum Ansprechen gebracht wurde. Fig. 4 läßt die Kontaktvorrichtung erkennen, nachdem der Bimetallstreifen begonnen hat, das doppelhebelartige Betätigungsorgan zu beeinflussen. Fig. 5 zeigt die Kontaktvorrichtung in dem Augenblick, in welchem das Betätigungsorgan den Stromkreis zum Heizelement unterbricht, während in Fig. 6 der Bimetallstreifen und das Betätigungsorgan nach der letzten Phase einer Zeitperiode der gleichen Lage wie in Fig. 2 wiedergegeben sind. -;.-In detail, the contact device on the electrical switch can be seen in the free position in FIG. while Fig. 3 shows the contact device after the switch has been made to respond. Fig. 4 shows the contact device after the bimetal strip has started, the double lever-like To influence actuator. Fig. 5 shows the contact device at the moment in which the actuator interrupts the circuit to the heating element, while in Fig. 6 the bimetal strip and the actuator after the last phase of a period of time in the same position as in FIG Fig. 2 are reproduced. -; .-

Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist der elektrische Haltemagnet für das zu behandelnde Arbeitsstück mit dem Bezugszeichen 2 und das Hauptelement 3, welches zur Behandlung des Arbeitsstückes verwandt wird, mit dem Bezugszeichen 3 versehen. 4 bezeichnet einen Widerstand.As Fig. 1 shows, the electrical holding magnet for the workpiece to be treated is with the Reference numeral 2 and the main element 3, which is used for treating the workpiece, with provided with the reference number 3. 4 denotes a resistor.

Auf dem elektrischen temperaturabhängigen Schalterrahmen 1 ist ein Heizelement 5 angebracht, welches seine elektrische Spannung durch die Leitung 16, den Haltemagneten 2, die Leitung 17, die Klemme 18, die Leitungsschienen 19 und die Leitung 20 erhält. Die Rückleitung ist durch, die Leitung 21, die Kontaktfedern 22 und 25, die Doppelkontaktfeder 26, die Leitungsschiene 27, die Klemme 28 sowie die Leitung 29, 30 gebildet.On the electrical temperature-dependent switch frame 1, a heating element 5 is attached, which its electrical voltage through the line 16, the holding magnet 2, the line 17, the terminal 18, the line rails 19 and the line 20 receives. The return line is through, line 21, the contact springs 22 and 25, the double contact spring 26, the line rail 27, the terminal 28 and the line 29, 30 formed.

Unter dem Heizelement 5" ist ein Bimetallstreifen 6 vorgesehen. Letzterer ist an einem Arm 7 befestigt, der mittels eines Steuerorgans 8 eine Längsverschiebung des Bimetallstreifens gegenüber dem fest angeordneten Heizelement 5 in einem Langloch durchführen läßt. Der Bimetallstreifen 6 hat eine Nase 39, welche in eine auf der einen Seite treppenförmig umrissene Öffnung 12 in dem einen Arm 9 eines zweiarmigen Betätigungsorgans eingreift, welches bei 11 schwingbar in dem Rahmen befestigt ist und einen Doppelhebel bildet, dessen freies Ende 10 die Kontakte zur Steuerung des Stromflusses während der Arbeit des Schalters beeinflußt.A bimetallic strip 6 is provided under the heating element 5 ″. The latter is attached to an arm 7, by means of a control element 8, a longitudinal displacement of the bimetallic strip relative to the fixedly arranged Heating element 5 can be carried out in an elongated hole. The bimetallic strip 6 has a nose 39, which in a stair-shaped outlined opening 12 on one side in one arm 9 of a two-armed Actuator engages, which is pivotally mounted at 11 in the frame and one Forms double lever, the free end 10 of the contacts for controlling the flow of current during the Work of the switch is affected.

Die Wirkungsweise des Schalters ergibt sich aus Fig. 2 bis 9. Im rechten Teil von Fig. 2 bis 6 ist die Funktion des Bimetallstreifens mit dem Betätigungsorgan in Gestalt des doppelarmigen Hebels 9, 10 verdeutlicht. The operation of the switch is shown in Fig. 2 to 9. In the right part of Fig. 2 to 6 is the The function of the bimetallic strip with the actuating element in the form of the double-armed lever 9, 10 is illustrated.

Gemäß Fig. 2 befindet sich die Vorrichtung in der Ruhelage, d. h., sie befindet sich in der Stellung vor dem Zuführen von Spannung zu dem Heizelement 5. Der Bimetallstreifen nimmt die Ruhestellung ein. Fig. 3 zeigt die Vorrichtung in dem Augenblick, in welchem das Organ 38, z. B. von Hand, nach unten gedrückt und dem Heizelement Spannung zugeführt wird. Fig. 4 gibt das allmähliche Abwärtsbiegen des Bimetallstreifens und die Anlage der Nase 39 gegen die mittlere Stufe 14 des Armes 9 des Betätigungs-5 organs wieder. In Fig. 5 ist der Bimetallstreifen 6 ganz gebogen und befindet sich der Betätigungsarm in Form des Doppelhebels 9, 10 zur Auslösung des Heizelementes 5 in seiner größten Ausschlagstellung. Fig. 7 zeigt die gleiche Lage wie Fig. 4, jedoch ist inAccording to Fig. 2, the device is in the rest position, i. i.e., it is in the position before the supply of voltage to the heating element 5. The bimetal strip assumes the rest position. Fig. 3 shows the device at the moment in which the organ 38, e.g. B. by hand, down pressed and applied voltage to the heating element will. Fig. 4 shows the gradual downward bending of the bimetal strip and the contact of the nose 39 against the middle step 14 of the arm 9 of the actuating organ again. In Fig. 5, the bimetal strip 6 is completely bent and the actuating arm is in the form of the double lever 9, 10 for triggering the heating element 5 in its greatest deflection position. Fig. 7 shows the same position as Fig. 4, but in

ίο Fig. 7 ein ein Langloch aufweisender Arm 7 mittels des Steuerorgans 8 auf den doppelarmigen Hebel 9,10 in Längsrichtung verschoben, so daß der Bimetallstreifen 6 an der untersten Stufe 13 des Hebelarmes 9 anliegt. Die in Fig. 9 gezeigte Stellung entspricht der Lage in Fig. 4 und 7, wobei der Bimetallstreifen 6 gegenüber dem doppelarmigen Hebel 9, 10 so zurückgezogen ist, daß er an der obersten Stufe 15 des Hebelarmes 9 anliegt.7 shows an arm 7 having an elongated hole of the control member 8 on the double-armed lever 9.10 moved in the longitudinal direction, so that the bimetallic strip 6 rests against the lowest step 13 of the lever arm 9. The position shown in Fig. 9 corresponds to Position in Fig. 4 and 7, the bimetallic strip 6 being withdrawn in relation to the double-armed lever 9, 10 is that it rests against the uppermost step 15 of the lever arm 9.

Es ist verständlich, daß bei dieser einfachen Vorrichtung durch eine Längsverschiebung des Bimetallstreifens verschieden lange Zeitperioden für die Schwingung des doppelarmigen Hebels 9, 10 ermöglicht werden können, so daß die Zeitperiode zwischen dem Ingangsetzen der Vorrichtung bis zum Unterbrechen ihrer Tätigkeit verkürzt oder verlängert werden kann.It is understandable that in this simple device by a longitudinal displacement of the bimetallic strip different long time periods for the oscillation of the double-armed lever 9, 10 allows can be so that the period of time between starting the device and interrupting their activity can be shortened or lengthened.

Fig. 2 bis 6 links geben den gleichen Teil des elektrischen Schalters, wie er aus Fig. 1 ersichtlich ist, wieder, wodurch die besondere Kontaktanordnung deutlich wird, welche z. B. für die Benutzung des Schalters in Verbindung mit einem Röstapparat für Brotschnitten geeignet ist. Von besonderer Bedeutung ist hier die Kontaktvorrichtung, die so angebracht ist, daß eine Schnappwirkung entsteht, wodurch ein Funkenziehen zwischen den Kontakten vermieden wird. Die Blattfeder 25 trägt einen Kontakt 31, der mit einem Kontakt 2 zusammenwirkt, um einen Stromdurchfluß von der Kieme 28 durch die Schiene 27 und die Doppel'kontaktfeder 26 zum Heizelement 5 zu bewirken. Die Feder 25 ist an ihrem äußeren Ende mit einer Rolle 24 versehen, welche gegen eine an der Blattfeder 22 befindliche Rolle anliegt. Die Blattfeder 22 ist an der Stützfeder 37 befestigt, welche am Rahmen des Schalters angeordnet ist und in zur Blattfeder 25 entgegengesetzter Richtung vorsteht. Ein Schließen der Kontakte 31, 32 kommt dadurch zustande, daß das Organ 38 etwa von Hand gegen die Feder 25 gedrückt wird, wodurch die Kontakte 31, 32 zur gegenseitigen Anlage kommen, während gleichzeitig die Rollen 23 und 24 aus der in Fig. 2 gezeigten Lage in die in Fig. 3 wiedergegebene Lage gelangen. Hierdurch wird über das Heizelement 5, die Leitung 21, die Feder 22, die Rollen 23, 24, die Feder 25, die Kontakte 31, 32, die Doppelkontaktfeder 26, die Schiene 27, die Klemme 28, die Leitungen 29, 30 und zurück zur Spannungsquelle der Stromkreis geschlossen. Eine zweite Feder 36, die mit der Leitungsschiene 19 durch den Haltemagneten 32 und den Widerstand 4 parallel geschaltet ist, trägt einen Kontakt 33, der mit einem Kontakt 34 zusammenwirkt, welcher seinerseits mit der Doppelkontaktfeder 26, der Schiene 27 und der Klemme 28 in Verbindung steht.Figs. 2 to 6 on the left give the same part of the electrical switch as can be seen from Fig. 1, again, whereby the particular contact arrangement becomes clear, which z. B. for using the Switch is suitable for bread slices in connection with a toaster. Really important here is the contact device, which is attached in such a way that a snap action occurs, causing a spark between contacts is avoided. The leaf spring 25 carries a contact 31, which with a contact 2 cooperates to a flow of current from the gill 28 through the rail 27 and to effect the double contact spring 26 to the heating element 5. The spring 25 is at its outer end provided with a roller 24 which rests against a roller located on the leaf spring 22. The leaf spring 22 is attached to the support spring 37, which is arranged on the frame of the switch and in relation to the leaf spring 25 protrudes in the opposite direction. The contacts 31, 32 are closed by that the member 38 is pressed approximately by hand against the spring 25, whereby the contacts 31, 32 come to rest against each other, while at the same time the rollers 23 and 24 from that shown in FIG Position get into the position shown in FIG. 3. This is on the heating element 5, the Line 21, the spring 22, the rollers 23, 24, the spring 25, the contacts 31, 32, the double contact spring 26, the rail 27, the terminal 28, the lines 29, 30 and back to the voltage source, the circuit is closed. A second spring 36, which is connected to the line rail 19 by the holding magnet 32 and the Resistor 4 is connected in parallel, carries a contact 33 which interacts with a contact 34, which in turn with the double contact spring 26, the rail 27 and the terminal 28 in connection stands.

Sind — wie vorstehend angegeben — die Kontakte 31, 32 geschlossen, dann wird dem Heizelement 5 Spannung zugeführt und damit auch der Bimetallstreifen 6 erwärmt. Während dieser Zeit ist der andere Kontaktsatz 33, 34 offen. Sobald sich der Bimetallstreifen 6 infolge seiner Erhitzung nach unten abbiegt und der Arm 9 des doppelarmigen Hebels nach If - as stated above - the contacts 31, 32 are closed, then voltage is supplied to the heating element 5 and thus the bimetal strip 6 is also heated. During this time, the other set of contacts 33, 34 is open. As soon as the bimetallic strip 6 bends downward as a result of its heating and the arm 9 of the double-armed lever after

unten schwenkt, werden die Kontakte 31, 32 geöffnet und wird die Stromzufuhr zum Heizelement 5 unterbrochen. pivots down, the contacts 31, 32 are opened and the power supply to the heating element 5 is interrupted.

Unmittelbar vor der Unterbrechung des Kontakts 31, 32 wird ■—■ wie bereits beschrieben — ein zweiter Stromkreis über die Kontakte 33, 34 die Kontaktfeder 26, die Schiene 27, die Klemme 28 und die Leitungen 29, 30 und zurück zur Stromquelle geschlossen, wie es aus Fig. 5 ersichtlich ist. Beim Abkühlen des Bimetallstreifens schwingt der Bimetallstreifen zurück und schwenkt den doppelarmigen Hebel 9, 10 in der entgegengesetzten Richtung derart, daß die Kontakte 33, 34 sich öffnen, wie es in Fig. 2 und 6 dargestellt ist.Immediately before the interruption of the contact 31, 32 is ■ - ■ as already described - a second Circuit via the contacts 33, 34 the contact spring 26, the rail 27, the terminal 28 and the lines 29, 30 and closed back to the power source, as can be seen from FIG. When the The bimetal strip swings back and pivots the double-armed lever 9, 10 in the opposite direction so that the contacts 33, 34 open, as shown in Figs is.

Claims

Patent claims:

1.Electric temperature-dependent switch with an electrical heating element, a movable bimetallic strip, the distance to be covered to reach the active position is adjustable by longitudinal displacement of the bimetallic strip, and an indirectly or directly acting mechanical actuator for the switch in the form of a double-armed lever, ₂ _ thereby characterized in that in the known per se use of gradations on one lever arm as engagement surfaces for the bimetallic strip (6), the gradations (13, 14, 15) lie in the direction of the longitudinal axis of the arm, each gradation having a greater distance from the The pivot axis of the arm, measured from the base of the frame of the device, has a higher position than the adjacent step closer to the pivot axis.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the heating element (5) rigidly on the frame of the switch is attached, while the bimetallic strip (6) is displaceable in the longitudinal direction is that its free position changes.

3. Switch according to claim 1 and 2, characterized in that the actuating member has the shape a double-armed lever (9, 10) and pivotable on the frame (1) of the switch is stored, one arm (9) being stepped and arranged so that the individual steps (13, 14, 15) a stop for the bimetal strip (6) in the various positions of the form the latter.

4. Switch according to claim 3, characterized by a game between the end of the bimetallic strip (6) and the steps (14, 13, 15) of the arm (9) such that a certain time of the The bimetallic strip is heated until it hits the double-lever-type actuating element (9, 10) runs, whereby the latter is put into action, and again a time passes until the moment in which the bimetal strip is back in its original position is located.

Considered publications:
German Patent Nos. 471 946, 486 606, 835, 514 837;

Austrian Patent No. 170 191;
French patent specification No. 786 087.

1 sheet of drawings