DE1044476B - Thermostat - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung· betrifft einen Thermostaten, der aus einem rohrförmigen gehäusefesten und einem hindurchgreifenden stabförmigen Fühlerteil von unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten besteht, Diese bekannten Thermostate haben eine federnde Zunge, durch die über eine Hebelübersetzung ein Schalter betätigt wird. Der Schalter ist dabei mit seinen Betätigungsorganen in den rohrförmigen Fühlerteil eingesetzt. Hierdurch ergibt sich ein nicht ganz einfacher Aufbau.

Gemäß der Erfindung stellt die Zunge zum Betätigen des Schalters eine leicht abgewinkelte Verlängerung des Fühlerrohres dar und ist der als Stab ausgebildete Fühlerteil unmittelbar damit verbunden, so daß die Schaltbewegung durch die Zunge in an sich bekannter Weise quer zur Rohrachse übertragen, wird. Diese Ausbildung führt zu einem sehr einfachen Aufbau, und ferner befindet sich der Schalter außerhalb des Fühlerrohres. Dies ist an sich bekannt, jedoch nicht bei einem Thermostat der vorliegenden Art, wobei der Schaltimpuls durch eine federnde Zunge vermittelt wird, die am rohrförmigen Fühlerteil sitzt. Der stabförmige Fühlerteil kann an der federnden Zunge dicht an deren Verbindungsstelle mit dem rohrförmigen Teil befestigt werden, wodurch bei kleinen Temperaturänderungen, ohne zusätzliche Hebelübersetzungen ein verhältnismäßig großer Anschlag des freien Endes der federnden Zunge erreichbar ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele zu der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Ansicht von oben zu Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht, gesehen von rechts in Fig. 1, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 a bis 3 e verschiedene Ausführungen der Verbindung zwischen dem Vorsprung des versteiften Teils und dem inneren Stab,

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des unteren Endes eines Thermostaten, ähnlich dem der Fig. 1, 2 und 3, jedoch mit einer abgeänderten Form der Befestigung der beiden Teile,

Fig. 5 eine ähnliche Teilansicht wie Fig. 4 einer anderen Ausführung der Verbindung,

Fig. 6 eine schaubildliche Ansicht eines ThermO'-staten mit U-Profil,

Fig. 7 eine schaubildliche Ansicht einer Abänderung zu Fig. 6,

Fig. 8 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Thermostaten, etwa nach Fig. 1, 2 und 3, der mit einem Schnappschalter verbunden ist, um diesen zu betätigen,

Fig. 9 eine Vorderansicht des Schnappschalters, aus dem Gehäuse nach Fig. 8 herausgenommen,

Thermostat

Anmelder:

Lyndon Walkup Burch, New York, N. Y.,

und Hadley Keys Burch,

Danbury, Conn. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. März 1954

Lyndon Walkup Burch, New York, N. Y.,

und Hadley Keys Burch, Danbury, Conn. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

Fig. 10 eine ähnliche Ansicht wie der obere Teil der Fig. 8 mit einem normalen Kontaktschalter.
In Fig. 1, 2 und 3 ist ein Thermostat 15 dargestellt, der aus zwei Längsteilen mit unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten besteht, die an ihren Enden verbunden sind. Der äußere Teil 16 ist über den Hauptteil seiner Länge hinweg rohrförmig, also verbiegungssteif, und hat eine Zunge 17, die über das eine Rohrende über eine nicht versteifte Verbindung 18 vorragt. Die Zunge 17 ist hier als eine muldenförmige Fortsetzung des rohrförmigen Teils 16 dargestellt. Er kann aber auch flach oder in irgendeiner sonst gewünschten Form ausgeführt werden.

Die biegsame Verbindung 18 ist vorzugsweise ein mit dem Teil 16 und mit dem Vorsprung 17 zusammenhängender Teil, obwohl dies nicht der Fall zu sein braucht. Wie hier dargestellt ist, ist das Material zwischen dem Längsteil und seinem Vorsprung einfach halsartig verengt, um die nicht versteifte Verbindung zu bilden.

Der zweite Längsteil ist als Stab 19 ausgebildet und an einem Ende mit dem Vorsprung 17 so zusammenarbeitend verbunden, daß eine gewisse Biegsamkeit an dieser Verbindungsstelle vorhanden ist, wie weiter unten noch besonders beschrieben wird. Der Stab 19 ist mit dem unteren Ende des rohrförmigen Teils 16 so verbunden, daß er in Abstand zu dessen Wand liegt. Dies ist gemäß Fig. 3 und 8

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dadurch bewirkt, daß in das untere Ende des Rohres eine Scheibe 20 eingesetzt ist, in dem das Ende des Stabes 19 zentral befestigt ist. Dies kann durch Hartlöten oder Schweißen geschehen.

Es ist aber beispielsweise auch möglich, das Stabende zentral am unteren Ende des Rohres einzuklemmen, indem das Rohrende 16 a zusammengedrückt und abgeflacht wird, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Das Stabende kann dabei durch einen Niet 21 oder durch Anschweißen oder .Hartlöten gehalten werden und kann für das Einsetzen zwischen den Rohrwänden abgeflacht sein. In Fig. 5 "ist eine Ausführung dargestellt, wobei das Rohrende zu einem Hals 22 ausgezogen ist, der das Stabende dichtsitzend aufnimmt und mit diesem durch Schweißen oder Hartlöten verbunden ist.

Es ist offensichtlich, daß der Längsteil 19 nicht als Stab ausgebildet zu sein braucht. Jeder andere Querschnitt kann angewendet werden, der eine genügende Steifheit gegen Druckbeanspruchung vermittelt.

Aus der beschriebenen. Konstruktion ergibt sich, daß bei unterschiedlicher Ausdehnung zwischen dem rohrförmigen Teil 16 und dem Stab 19 eine Winkelbewegung der Zunge 17 gegenüber dem rohrförmigen Teil 15 erfolgt. Wird das Stabende an der Zunge 17 dicht neben der nicht versteiften Verbindung 18 befestigt, so wird der Bewegungsausschlag des äußeren Zungenendes stark vergrößert.

Das untere Ende des Stabes 19 braucht nicht immer in einem Zapfen am unteren Ende des rohrförmigen Teils befestigt zu sein.

Verschiedene Arten von Verbindungen des Stabes 19 mit der Zunge 17 sind möglich. Nur einige sind in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Wie aus Fig. 1, 2 und 3 a hervorgeht, kann das Stabende bei 23 abgeflacht und durch einen Niet 24 befestigt sein. Der Niet kann durch eine Punktschweißung oder eine andere Schweißverbindung ersetzt werden. Das Abflachen des Stabendes gibt diesem für die meisten Anwendungszwecke eine genügende Biegsamkeit. Wenn eine größere Biegsamkeit erwünscht ist, kann die Ausführung nach Fig. 3 b benutzt werden, wo der Stab 19 durch Schweißung 28 an einem Federblättchen 26 befestigt ist, das seinerseits wieder mit dem Vorsprung 17 vernietet oder verschweißt ist. Eine darüber noch hinausgehende Beweglichkeit kann durch die Ausführung nach Fig. 3 c erreicht werden·, wobei das Ende des Stabes 19 in einer Richtung abgeflacht ist, die im rechten Winkel zu der nach Fig. 3 c liegt. Das Ende ist gelocht, um einen Stift 29 aufzunehmen, der mit seinen Enden an der Zunge 17 angeschweißt ist. Diese ist bei 30 eingeschnitten, um das Ende des Stabs aufnehmen zu können. Bei allen diesen Ausführungsformen ist die Verbindung des Stabes mit dem Vorsprung oder der Zunge starr und diese beiden Teile bewegen sich also notwendigerweise zusammen. Wenn gewünscht wird, eine Bewegung der Zunge erst dann stattfinden zu lassen, nachdem eine beträchtliche Relativbewegung zwischen Stab und Rohr vorliegt, also beispielsweise eine beträchtliche Temperaturerhöhung eingetreten ist, kann die Ausführung nach Fig. 3 d und 3 e benutzt werden. Hier hat die Zunge 17 d eine Öffnung 31, über deren unteren Rand sich die Kante eines Kopfes 19 d am Stabende legt. Der Stab wird gegenüber der Zunge dadurch gehalten, daß die seitlichen Teile 32 der Zunge um den Stab herumgebogen sind. Bei Raumtemperatur kann der Kopf gegenüber dem Rand 31 Spiel haben, so daß der Kopf den Rand zur Bewegung der Zunge erst nach einer bestimmten Temperaturerhöhung erfaßt.

Fig. 6 zeigt einen Thermostaten mit Differentialausdehnung in Form eines Flächenthermostaten. Der Thermostat ist so ausgebildet, daß er eine große Berührungsfläche aufweist, die guten Kontakt mit dem zu überwachenden Körper vermittelt.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführung ist ein Längsteil 15 b über den Hauptteil seiner Länge gegen Verbiegung versteift, indem er ein U-Profil mit seitlichen Flanschen 16 b hat. Der Längsteil 15 b hat eine

ίο Zunge 17 b, die dadurch gebildet ist, daß sich das U-Profil über eine nicht versteifte Verbindung 18 b hinaus erstreckt, die durch Einschneiden der beiden Flansche des U-Profils bis hinunter zum Steg desselben hergestellt ist. Die Flansche der Zunge sind hier mit verringerter Breite im rechten Winkel zum Steg dargestellt. Ein zweiter Längsteil in Form eines Stabes 19 b ist an einem Ende durch einen Niet 24 b mit der Zunge 17 & verbunden und mit seinem anderen Ende zentral in einer Platte 20 b befestigt, die ihrerseits am anderen Ende des U-Profils am Steg und zwischen den seitlichen Flanschen angebracht ist. Ähnlich wie die Scheibe 20 nach Fig. 1 bis 3 liegt die Platte 20 & im wesentlichen im rechten Winkel zu dem versteiften Längsteil, und der Stab 19 & ist in diesem Längsteil in einer auf Abstand zum Ende des Längsteils befindlichen Lage befestigt. Unterschiedliche Ausdehnung und Zusammenziehung der beiden Längsteile 15 b und 19 b bringt die Zunge 17 b in der gleichen Weise zum Ausschlag wie bei der Ausführung nach Fig. 1, 2 und 3.

Fig. 7 zeigt einen ähnlichen Thermostaten, bei dem auch ein Längsteil 15 c ein U-Profil mit einem Steg 16 c hat. Der andere Längsteil ist hier doppelt als Stabpaar 19 c, 19 c vorgesehen. Jeder Einzelstab ist mit einem Flansch der Zunge 17 c gelenkig verbunden, der sich über ein Ende des Längsteils 15 c hinaus erstreckt. Am anderen Ende ist jeder Einzelstab mit einem in gleicher Ebene liegenden Flansch des Längsteils an dessen anderen Ende verbunden. Der durch das Stabpaar 19 c, 19 c dargestellte Längsteil ist also in einer in Abstand zum letzterwähnten Ende des U-Profils 15 c befindlichen Lage befestigt.

Fig. 8 und 9 veranschaulichen den Zusammenbau des Thermostaten mit einem Kippschalter 44. Der rohrförmige Teil 16 eines Thermostaten 15 gemäß Fig. 1, 2 und 3 ist an seinem offenen Ende in einer Halteplatte 45 befestigt. Auf der anderen Seite der Platte 45 ist das Gehäuse befestigt, in dem sich der Kippschalter 44 befindet. Die Zunge 17, die sich vom Ende des rohrförmigen Teils nach außen erstreckt, und seine nicht versteifte Verbindung liegen innerhalb des Gehäuses. Der Stab 19 ragt durch das offene Ende des rohrförmigen Teils 16 in das Gehäuse hinein und ist durch den Niet 24 mit der Zunge 17 verbunden. Die Zunge wird also innerhalb des Gehäuses 46 um seine nicht versteifte Verbindung 18 mit dem rohrförmigen Teil 16 bewegt, wenn dieser und der Stab 19 sich unterschiedlich ausdehnen und zusammenziehen.

Die Längsränder der Zunge 17 sind in diesem Fall von der Verbindungsstelle mit dem Stab 19 weggebogen, so daß ein U-Profil zum Ansetzen einer anzuschließenden Betätigungseinrichtung gebildet wird. Wie hier dargestellt ist, hat die Betätigungseinrichtung ein Isolierstück 47, das durch eine Schraube 48 in dem U-Profil der Zunge 17 gehalten wird. Durch das Isolierstück 47 ist eine Schraube 49 einstellbar hindurchgeschraubt und so angeordnet, daß sie auf den die Kippbewegung übertragenden Teil 50 des Schalters 44 einwirkt. In der Wand des Gehäuses 46

befindet sich ein Loch 51, durch das das hintere Ende der Schraube 49 durchragt. Hierdurch wird das Einstellen der Schraube 49 im Isolierstück ohne Abnehmen des Gehäuses ermöglicht.

Eine Temperaturänderung, die den Stab 19 gegenüber dem Rohr 16 verkürzt, schwenkt also die Zunge 17 zum Schalter 44 hin, so daß die Schraube 49 sich gegen das die Bewegung übertragende Element 50 legt, das von einer Stellung in die andere überkippt. Umgekehrt schwenkt eine Temperaturänderung, die den Stab 19 gegenüber dem Rohr 16 verlängert, die Zunge 17 vom Schalter weg und ermöglicht, daß die im bewegungsübertragenden Element 50 aufgespeicherte Energie dieses in die entgegengesetzte Richtung zurückschnappen läßt.

Fig. 10 zeigt einen normalen Kontaktschalter mit langsamer Betätigung, der in ähnlicher Weise wie der Schalter der Fig. 8 auf der Platte 45 befestigt ist. Das an der Platte befestigte Gehäuse 60 umgibt die Zunge 17, an der unter Zwischenschaltung einer Isolierbuchse 62 ein Kontakt 61 befestigt ist. Ein biegsames Kabelstück 64 verbindet diesen Kontakt mit einer Klemmschraube 65. Ein einstellbarer, fester Kontakt in Form einer Schraube 66, die durch eine Schlitzplatte 68 durchgeschraubt ist, ist mit der zweiten Klemmschraube 69 elektrisch verbunden. Eine Temperaturänderung, der das Rohr 16 unterliegt, bewirkt eine Bewegung der Zunge 17, wodurch ein an die Klemmschraube 65 und 69 angeschlossener Stromkreis geschlossen oder geöffnet wird.

Die beschriebenen Thermostaten sind einfach und billig. Sie benötigen nur eine Mindestzahl von Teilen und ergeben eine unmittelbar stark vergrößerte Bewegung bei kleinen Temperaturänderungen. Infolge der Einfachheit und direkten Wirkung ihrer Teile erfordern sie nur ein Minimum an Unterhaltungsaufwand,

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Thermostat, bestehend aus einem rohrförmigen, gehäusefesten und einem hindurchgreifenden stabförmigen Fühlerteil von unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten sowie einem angebauten, über eine Hebelübersetzung mit federnder Zunge betätigten Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (17) eine leicht abgewinkelte Verlängerung des Fühlerrohres (15) darstellt und der Stab (19) unmittelbar (bei 24) damit verbunden ist, so daß die Schaltbewegung durch die Zunge in an sich bekannter Weise quer zur Rohrachse übertragen wird.

2. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) und die Zunge (17) aus einem Stück bestehen und das biegsame Anschlußstück (18) der Zunge durch Querschnittsverminderung verwirklicht ist, beispielsweise durch einen Einschnitt.

3. Thermostat nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (16) U-Profil hat.

4. Thermostat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Flansche (17 c in Fig. 7) der Zunge im wesentlichen in gleicher Ebene mit den Flanschen des im Querschnitt U-förmigen Fühlerteils (15 c) liegen und zwei stabförmige Teile (19 c) vorgesehen sind, die an den Flanschen der Zunge (17 c) und des U-Teils (16 c) befestigt sind.

5. Thermostat nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Element (19) mit dem rohrförmigen Element (16) dadurch verbunden ist, daß das Ende des rohrförmigen Elements zusammengedrückt und das stabförmige Element (19) in diesem abgeflachten Ende eingeklemmt ist.

6. Thermostat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (17 d) eine Öffnung (31) hat und das hier befindliche Ende des stabförmigen Fühlerteils (19) mit einem Kopf (19 d) versehen ist, der über den Rand der Öffnung (31) hinausragt, und daß ferner Flansche (32) der Zunge (17 d) um das Ende des stabförmigen Teils (19) unterhalb des Kopfes (19 d) so herumgebogen sind, daß eine Verbindung mit Spiel zwischen der Zunge (17 d) und stabförmigem Teil (19) vorhanden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 599 846, 837 180;
französische Patentschrift Nr. 982 101;
USA.-Patentschrift Nr. 2 664 483.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©.809:679/640 11.58