DE1087669B

DE1087669B - Temperature-dependent electrical miniature switch

Info

Publication number: DE1087669B
Application number: DEP18156A
Authority: DE
Inventors: Michel Lenoir
Original assignee: PETERCEM SA
Current assignee: PETERCEM SA
Priority date: 1956-03-15
Filing date: 1957-03-15
Publication date: 1960-08-25
Also published as: FR1145813A; GB798537A; BE553414A; US2815417A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen mit Bimetallstreifen arbeitenden elektrischen Umschalter mit sehr kleinen Abmessungen, so daß er auch an schwer zugänglichen Stellen für dauernd zur Temperturüberwachung angebracht werden kann, beispielsweise im Innern von Wicklungen elektrischer Maschinen, im Innern von Röhren sehr kleinen Durchmessers usw. Außer kleinen Abmessungen ist bei derartigen Schaltern eine kleine Zeitkonstante erwünscht.The present invention relates to a temperature dependent bimetallic strip electrical Changeover switch with very small dimensions, so that it can also be used in hard-to-reach places can be permanently attached for temperature monitoring, for example inside windings electrical machines, inside tubes of very small diameter, etc. Except for small dimensions a small time constant is desirable for such switches.

Es sind bereits temperaturabhängige elektrische Kleinstumschalter bekannt, die als temperaturabhängiges Element eine kreisförmige bombierte Bimetallmembran enthalten, die in einer aus zwei schalenförmigen Hälften bestehenden Kapsel gelagert ist. Die bekannten Thermoschalter lassen sich jedoch nicht besonders klein ausführen, da die Breite und Länge durch den Durchmesser der kreisförmigen Bimetallmembran gegeben ist, der infolge der erforderlichen Schaltwege nicht beliebig verkleinert werden kann. Ein Einbau in enge Kanäle ist daher nicht möglich. Außerdem sind bombierte Bimetallmembranen in der Herstellung teuerer als einfache Bimetallstreifen, deren Werte auch leichter reproduzierbar sind.There are already temperature-dependent electrical miniature switches known as temperature-dependent Element contain a circular cambered bimetal membrane, which is in one of two bowl-shaped Halves existing capsule is stored. However, the known thermal switches cannot Execute particularly small, as the width and length are determined by the diameter of the circular bimetal membrane is given, which can not be reduced arbitrarily due to the necessary switching paths. Installation in narrow channels is therefore not possible. In addition, there are cambered bimetal membranes in the More expensive to manufacture than simple bimetal strips, the values of which are also easier to reproduce.

Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Der vorgeschlagene Schalter kann mit einem über seine ganze Länge sehr geringen Querschnitt ausgeführt werden; zur Wärmeübertragung auf das empfindliche Element durch Wärmeleitung steht eine große Berührungsfläche zur Verfügung. Die Temperatur der zu überwachenden Wicklung wird sich daher praktisch trägheitslos dem Schaltglied mitteilen.The invention avoids these disadvantages. The proposed switch can be used with a have a very small cross-section over its entire length; for heat transfer to the A large contact surface is available for sensitive elements due to thermal conduction. The temperature the winding to be monitored will therefore communicate to the switching element with practically no inertia.

Gemäß der Erfindung ist der temperaturabhängige elektrische Kleinstumschalter insbesondere zum Einbau in Wicklungen elektrischer Geräte od. dgl. dadurch gekennzeichnet, daß der aus einer dünnen länglichen Metallhülse besteht, deren Oberfläche glatt ist und in die eine Blechtragplatte eingeschoben ist, auf welche zwei feste Kontakte und eine elastische einstellbare Stütze sowie der Bimetallstreifen montiert sind, daß ferner ein elastischer Streifen als beweglicher Kontakt zwischen den festen Kontakten vorgesehen ist und mit seinen beiden Enden an der einstellbaren Stütze und dem freien Ende des Bimetallstreifens anliegt, derart, daß der elastische Streifen sich durchbiegt und seine jeweils konvexe Seite an dem einen oder anderen der festen Kontakte anliegt, daß die schleichend vor sich gehende Verlagerung des freien Endes des Bimetallstreifens zu einem schnellen Übergang des elastischen Streifens von einem festen Kontakt zum anderen führt, und daß der Bimetallstreifen so ausgebildet ist, daß sein längerer Teil sich nicht verlagert, sondern stets gegen die wärmeübertragende Hülse gedrückt wird.According to the invention, the temperature-dependent electrical miniature switch is particularly suitable for installation Od in windings of electrical devices. The like. Characterized in that from a thin elongated There is a metal sleeve, the surface of which is smooth and into which a sheet metal support plate is inserted which two fixed contacts and an elastic adjustable support as well as the bimetal strip are mounted, that an elastic strip is also provided as a movable contact between the fixed contacts is and rests with its two ends on the adjustable support and the free end of the bimetal strip, such that the elastic strip bends and its convex side on the one or other of the fixed contacts that the creeping shifting of the free End of the bimetal strip to a quick transition of the elastic strip from a fixed contact leads to the other, and that the bimetallic strip is designed so that its longer part is not shifted, but is always pressed against the heat-transferring sleeve.

Temperatur abhängiger elektrischer
Kleinstums ehalt erTemperature dependent electrical
He maintains the smallest details

Anmelder:
Petercem Societe Anonyme, ParisApplicant:
Petercem Societe Anonyme, Paris

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6Representative: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,
Munich 23, Dunantstr. 6th

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 15. März 1956Claimed priority:
France, March 15, 1956

Michel Lenoir, Lyon (Frankreich),
ist als Erfinder genannt wordenMichel Lenoir, Lyon (France),
has been named as the inventor

An Hand der Zeichnung wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen temperaturabhängigen elektrischen Kleinstumschalters beschrieben.With reference to the drawing, an embodiment of the temperature-dependent electrical mini switch described.

Fig. 1 und 2 zeigen diese Ausführungsform in der Vorderansicht bzw. in der Aufsicht;1 and 2 show this embodiment in the front view and in the plan view;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Fig. 1, und zwar längs einer .Symmetrieebene des Bimetallstreifens;
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt längs der Ebene a-b in Fig. 3; .3 shows a section through FIG. 1, specifically along a plane of symmetry of the bimetallic strip;
Fig. 4 shows a cross section along the plane ab in Fig. 3; .

, Fig. 5 und 6 zeigen Einzelheiten der Ablenkung des elastischen Streifens an seinen beiden Enden;Figures 5 and 6 show details of the deflection of the elastic strip at its two ends;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise des Thermoumschalters;Fig. 7 is a schematic diagram for explanation the mode of operation of the thermal switch;

Fig. 8 ist eine Vorderansicht des Thermoschalters nach seinem Einbau in die erwähnte Hülse und nach der Abdichtung der beiden Hülsenöffnungen.Fig. 8 is a front view of the thermal switch after it has been installed in the aforesaid sleeve and after the sealing of the two sleeve openings.

In den Figuren ist mit 1 die Blechtragplatte bezeichnet, die aus einer durchbrochenen Wand besteht, die rechteckförmige Gestalt hat und mit Aufbiegungen la und Ib versehen ist, die beide senkrecht zu der Wand verlaufen.In the figures, 1 denotes the sheet metal support plate, which consists of a perforated wall which has a rectangular shape and is provided with bends la and Ib , both of which run perpendicular to the wall.

Zwischen der Aufbiegung 1 b und einer weiteren Aufbiegung 1 c, die ebenfalls aus der Tragplatte herausgebogen ist, befindet sich ein Leitungsdraht 2, der mit einer Isolierstoffhülle 3 umkleidet ist. Zwischen der Aufbiegung I α und einer dritten Aufbiegung 1 d, die ebenfalls aus der Tragplatte 1 herausgebogen ist, ist ein Leitungsdraht 4 eingeklemmt, welcher ebenfalls mit einer Isolierstoffhülle 5 umkleidet ist. Die Enden dieser beiden Leitungsdrähte sind je zu etwa einem Halbkreis gebogen und stehen einander gegenüber, so daß sie die beiden festen Kontakte bilden. ZwischenBetween the bent-up 1 b and a further bent-up 1 c, which is also bent out of the support plate, there is a line wire 2 which is covered with an insulating sleeve 3. Between the bend I α and a third bend 1 d, which is also bent out of the support plate 1, a line wire 4 is clamped, which is also covered with an insulating sheath 5. The ends of these two lead wires are each bent to approximately a semicircle and face each other so that they form the two fixed contacts. Between

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diesen festen Kontakten und der Tragplatte 1 ist zur Isolation ein Glimmerblatt 6 eingelegt.These fixed contacts and the support plate 1, a mica sheet 6 is inserted for insulation.

Am rechten und linken Ende ist die Tragplatte 1 ebenfalls mit zwei Aufbiegungen 1 e und 1 / versehen, durch welche die Leitungsdrähte 2 und 4 hindurchge- S führt sind. Die Aufbiegung 1 e dient zur Befestigung einer federnden Stütze 7, die geeignet abgebogen und an ihrem freien Ende V-förmig gekrümmt ist. An der Spitze des V ist die Stütze 7 durchbohrt. Fig. 5 zeigt bei d diese Durchbohrung der noch ebenen Stütze, welche sodann längs der Linien x-x' und y-y' gefaltet wird. Der Stützstreifen 7 ist mittels zweier Schrauben in der Längsrichtung der Hülse verschiebbar.At the right and left ends, the support plate 1 is also provided with two bends 1 e and 1 / through which the lead wires 2 and 4 are passed. The bend 1 e is used to attach a resilient support 7, which is suitably bent and curved in a V-shape at its free end. The support 7 is pierced at the tip of the V. Fig. 5 shows at d this through-hole of the still flat support, which is then folded along the lines xx ' and yy'. The support strip 7 can be displaced in the longitudinal direction of the sleeve by means of two screws.

Zwischen den beiden erwähnten festen Kontakten ist ein metallischer elastischer Streifen 9 zwischen zwei Stützpunkten angebracht. Der eine dieser Stützpunkte ist das erwähnte freie Ende des Stützstreifens 7. Der andere dieser Stützpunkte wird durch das freie Ende eines Bimetallstreifens 10 gebildet. Dieses letztere freie Ende ist in der gleichen Weise durchbohrt und gefaltet wie dasjenige des Stützstreifens 7. Die Fig. 6 zeigt ein Ende des elastischen Streifens 9. Dort ist ein Zapfen c dargestellt, welcher in das Loch d der entsprechenden Stütze eingreift. Der elastische Streifenkann daher um die Achse y-y' in jeder Stütze Bewegungen ausführen. Der Bimetallstreifen hat die Form eines U mit zwei ungleich langen Schenkeln. Der kürzere derselben ist der freie Schenkel. Der längere liegt an der Oberseite des rechten und linken Teiles der Aufbiegung 16 und an der Unterseite des mittleren Teiles dieser Aufbiegung an und durchsetzt also zwei Einschnitte dieser Aufbiegung. Somit ist der Bimetallstreifen 10 an dieser Aufbiegung 1 b befestigt. Da der gebogene Teil des Bimetallstreifens sich bei Temperaturänderung verlagert, reicht der rechte Teil der Aufbiegung 1 b nicht ganz bis zur Aufbiegung Xf. Die Amplitude der Bewegung des freien kurzen Schenkels des Bimetallstreifens ist durch zwei Aufbiegungen 1 g und 1 α der Tragplatte 1 begrenzt.Between the two mentioned fixed contacts, a metallic elastic strip 9 is attached between two support points. One of these support points is the mentioned free end of the support strip 7. The other of these support points is formed by the free end of a bimetallic strip 10. This latter free end is pierced and folded in the same way as that of the support strip 7. FIG. 6 shows one end of the elastic strip 9. There is shown a pin c which engages in the hole d of the corresponding support. The elastic strip can therefore move about the axis yy ' in each support. The bimetal strip has the shape of a U with two legs of unequal length. The shorter of these is the free leg. The longer one rests on the top of the right and left part of the bend 16 and on the underside of the middle part of this bend and thus penetrates two incisions of this bend. Thus, the bimetal strip is fixed on this bent-b 1 10th Since the bent part of the bimetallic strip is displaced when the temperature changes, reaches the right-hand part of the bent-up 1 b not quite up to the bent-up Xf. The amplitude of the movement of the free short leg of the bimetallic strip is limited by two bends 1 g and 1 α of the support plate 1.

Gemäß der Erfindung wird die Tragplatte 1 mit allen erwähnten und auf ihr montierten Einzelteilen in eine längliche Hülse 11 eingeschoben, deren Außenflächen poliert sind. Durch die Art der Befestigung des längeren Schenkels des U-förmigen Bimetallstreifens wird dieser längere Schenkel stets an die Hülse 11 angedrückt. Die ganze Anordnung wird durch ein Glimmerblatt 12 vervollständigt, welches die festen Kontakte gegen die Hülse isoliert. Ein Leitungsdraht 13, der an der Hülseil angelötet ist, ist ebenfalls mit dem elastischen Streifen 9 verbunden. Die gesamte durch diesen Streifen und die festen Kontakte 2 und 4 gebildete Anordnung stellt einen Umschalter ohne Totpunkt dar, der schematisch in Fig. 7 dargestellt ist. In dieser bedeuten z-z' die horizontale Mittellinie, welche zwischen den festen Kontakten verläuft, m die in dieser Ebene liegenden Komponente der Kraft, welche von der elastischen Stütze 7 auf den elastischen Streifen 9 ausgeübt wird, η und p die Kraftkomponenten, die senkrecht zu der Ebene z-z' verlaufen und die von dem Bimetallstreifen 10 auf den elastischen Streifen 9 ausgeübt werden.According to the invention, the support plate 1 with all the individual parts mentioned and mounted on it is pushed into an elongated sleeve 11, the outer surfaces of which are polished. Due to the way in which the longer leg of the U-shaped bimetallic strip is fastened, this longer leg is always pressed against the sleeve 11. The whole arrangement is completed by a mica sheet 12 which isolates the fixed contacts from the sleeve. A lead wire 13, which is soldered to the sleeve part, is also connected to the elastic strip 9. The entire arrangement formed by this strip and the fixed contacts 2 and 4 represents a changeover switch without dead center, which is shown schematically in FIG. In this, zz 'denotes the horizontal center line which runs between the fixed contacts, m the component of the force lying in this plane which is exerted by the elastic support 7 on the elastic strip 9, η and p the force components perpendicular to the Plane zz ' run and which are exerted by the bimetal strip 10 on the elastic strip 9.

Dieser Streifen 9 biegt sich zwischen den beiden an seinen Enden befindlichen Abstützpunkten durch. Im kalten Zustand liegt der elastische Streifen so, wie durch die Kurve o-w-t angedeutet, d. h., er berührt mit seiner konvexen Fläche den festen Kontakt 2. Im heißen Zustand bewegt sich das freie Ende des Streifens 9, das sich im Punkte t befand, unter der Kraft m, die vom Bimetallstreifen 10 ausgeübt wird, nach oben und erreicht den Punkt u. Der Streifen 9 verläuft dann längs der Linie o'-w-u. Wenn das freie Ende des Bimetallstreifens seine Bewegung nach oben fortsetzt, so verläßt der elastische Streifen 9 plötzlich den festen Kontakt 2, kehrt seine Krümmung um und legt sich mit seiner konvexen Seite an den unteren festen Kontakt 4 an. Er verläuft dann längs der gekrümmten Linie o-v-r. Der Abstand von t nach r entspricht dem Weg des freien Endes des Bimetallstreifens 10, der seinerseits durch die AnschlägeXg und Xh begrenzt ist.This strip 9 bends between the two support points located at its ends. In the cold state, the elastic strip is as indicated by the curve owt , ie it touches the fixed contact 2 with its convex surface. In the hot state, the free end of the strip 9, which was located at point t , moves under the Force m exerted by the bimetal strip 10 upwards and reaches the point u. The strip 9 then runs along the line o'-wu. When the free end of the bimetal strip continues its upward movement, the elastic strip 9 suddenly leaves the fixed contact 2, reverses its curvature and rests with its convex side on the lower fixed contact 4. It then runs along the curved line ovr. The distance from t to r corresponds to the path of the free end of the bimetallic strip 10, which in turn is limited by the stops Xg and Xh.

Bei der Abkühlung des Bimetallstreifens bewegt sich das freie Ende des Bimetallstreifens vom Punkt r zum Punkt j zurück, so daß der elastische Streifen 9 dann längs der Linie o-v-s verläuft. In dieser Lage ist der elastische Streifen wieder eben. Das freie Ende des Bimetallstreifens setzt nun seine Bewegung fort, und der elastische Streifen 9 löst sich schnell von dem Kontakt 4, kehrt seine Krümmung wieder um und schlagt am oberen festen Kontakt 2 an. Er befindet sich dann von neuem in der Lage o-w-t. When the bimetallic strip cools, the free end of the bimetallic strip moves back from point r to point j, so that the elastic strip 9 then runs along the line ovs . In this position the elastic strip is flat again. The free end of the bimetal strip now continues its movement, and the elastic strip 9 quickly detaches from the contact 4, reverses its curvature again and strikes the upper fixed contact 2. He is then again in the position owt.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Kontaktstelle des elastischen Streifens 9 auf seinem Wege von dem einen festen Kontakt zum anderen ist also größer als die Bewegungsgeschwindigkeit des freien Endes des Bimetallstreifens. Es sei außerdem bemerkt, daß sich das linke Ende des elastischen Streifens 9 während des Umspringens dieses Streifens um die kleine Strecke 0-0' verlagert. Es findet also auch eine leichte Reibung des Streifens 9 an den festen Kontakten statt, durch welche die Kontakte sauber gehalten werden.The speed of movement of the contact point of the elastic strip 9 on its way from one fixed contact to the other is therefore greater than the speed of movement of the free end of the bimetallic strip. It should also be noted that the left end of the elastic strip 9 is displaced by the small distance 0-0 'during the jumping around this strip. There is therefore also a slight friction between the strip 9 and the fixed contacts, which keeps the contacts clean.

Der Thermoschalter kann dicht abgeschlossen werden, beispielsweise dadurch, daß man die Hülse 11 etwas länger ausbildet, als die Länge des Sockels 1 beträgt, und dadurch, daß man die Hülsenöffnungen am Ende, d. h. in den Räumen 14 und 15 mit einem wärmebeständigen Stoff füllt. Dieser Stoff kann ein Kunstharz sein, beispielsweise Araldit (geschützter Warenname). Die Fig. 8 zeigt einen derart verschlossenen Thermoschalter, bei welchem sich also auch nicht unbeabsichtigt die Hülse gegenüber dem Sockel verschieben kann.The thermal switch can be sealed, for example by the fact that the sleeve 11 forms slightly longer than the length of the base 1, and by the fact that the sleeve openings at the end, d. H. in the rooms 14 and 15 fills with a heat-resistant material. This substance can be a Synthetic resin, for example araldite (protected trade name). Fig. 8 shows one closed in this way Thermal switch, which means that the sleeve does not move unintentionally with respect to the base can.

Claims

Patent claims:

1. Temperature-dependent small electrical switch, especially for installation in windings electrical devices od. The like., characterized in that it consists of a thin elongated Metal sleeve (11) whose surface is smooth and into which a sheet metal support plate (1) is inserted is on which two fixed contacts (2 and 4) and an elastic adjustable support (7) as well as the Bimetal strips (10) are mounted that also an elastic strip (9) as a movable contact is provided between the fixed contacts and with its two ends on the adjustable support and abuts the free end of the bimetal strip such that the elastic strip bends and its convex side rests against one or the other of the fixed contacts that the creeping in front of you; going displacement of the free end of the bimetal strip to one rapid transition of the elastic strip from one fixed contact to another, and that the bimetal strip is designed so that its longer part does not shift, but always is pressed against the heat transferring sleeve.

2. Switch according to claim 1, characterized in that the response temperature by adjustment of the pressure exerted by the adjustable support

(7) exerts on the elastic strip (9) can be changed.

3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that the bimetal strip (10) is U-shaped Shape and has two legs of unequal length, of which the longer on the larger Part of its length is pressed against the sleeve (11).

4. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (11) is closed at both ends by insulating material.

5. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device (8) for the adjustable support (7) is embedded in the insulating material.

6. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (11) has the cross-section of a flat rectangle.

Considered publications:
Swiss patent specification No. 294 737.

1 sheet of drawings