DE1183163B - Thermoelektrischer Schnappschalter mit dehnbarem Spannglied - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W¥W PATENTAMT Internat. Kl.: H 02 c

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: - 21c-40/05

Nummer: 1183 163

Aktenzeichen: S 40468 VIII d/21 c

Anmeldetag: 17. August 1954

Auslegetag: 10. Dezember 1964

Die Erfindung betrifft einen thermoelektrischen Schnappschalter mit einem durch den Strom dehnr baren Spannglied, das an einer Platte aus federndem Material beidseitig nahe der Peripherie der Platte befestigt ist und bei seinem Zusammenziehen die Platte unter Schalten eines an der Platte angebrachten beweglichen Kontaktes um eine etwa quer zur Zugrichtung liegende Achse verformt, während die Platte bei Ausdehnung des Spanngliedes infolge Naohlassens der Zugspannung in. ihren Eigenspannungszustand umschnappt ..,■;

Thermische Schalter dieser Art sind bekannt. Sie weisen meist eine flache Platte oder Blattfeder, mit einer vorgegebenen Biegung auf, durch welche die Platte einen flachen V-förmigen Querschnitt erhält, '5 bei dem der Scheitel des V die Biegelinie bildet. Wird die Platte einer wachsenden Biegekraft in einer Richtung unterworfen, die unter einem z. B. rechten Winkel zur ursprünglichen Biegung verläuft, dann verflacht sich zuerst die Platte im Mittelteil und a° schnappt dann bei Erreichen einer bestimmten Größe d©r Biegekraft um. Zur Erzeugung der Biegekraft dient meistens ein Draht aus Widerstandsmaterial, der an gegenüberliegenden Kanten der Platte angreift. Der Draht ist in einen elektrischen Stromkreis eingeschaltet und dehnt sich bei Erwärmung aus. Die Anordnung wird so getroffen, daß die Platte oder Blattfeder bei kaltem Zustand des Drahtes in einem gegenüber dem ursprünglichen Biegezustand verformten Zustand gehalten wird und bei einem bestimmten Betrag der Ausdehnung des Drahtes in ihren ursprünglichen Biegezustand umschnappt, . Man hat bei solchen Schnappschaltern auch schon in der Richtung des SpanngÜedes verlaufende Ein- ·., Prägungen vorgesehen, die jedoch nahe den Rändern und in der Mitte der Platte fortgelassen sind, damit die Biegung der Platte besser gegen Dauerbruch geschützt ist.

Bei den bisher bekannten Schnappschaltern ist der bewegliche Kontakt an der Stelle der Platte angebracht, wo diese starker Biegebeanspruchung ausgesetzt ist, insbesondere in deren Mittelpunkt. Das hat zur Folge, daß die Elastizität der Platte an dieser Stehe herabgesetzt wird, wodurch eine erhebliche Bruchgefahr dort auftritt, und daß ferner wesentlich größere Biegekräfte aufgewendet werden müssen, um die Platte zum Umschnappen zu bringen, was wiederum eine Verstärkung des Spanngliedes und damit eine größere Zeitspanne zu dessen Erwärmen und Abkühlen erfordert.

Diese Nachteile werden bei dem thermischen Schnappschalter nach der Erfindung vermieden, und Thermoelektrischer Schnappschalter mit
dehnbarem Spannglied ,.;

Anmelder:

Signal-Stat Corporation, Brooklyn, N. Y.

(V. St. A.) ■■ '

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos

und Dr.-Ing, H. W. Lotterhos,

Patentanwälte, Frankfurt/M., Aanastr. 19

Als Erfinder benannt:

James W. Welsh, SUmHUt₅ N. J, (V. St, A.)

Beanspruchte Priorität: ·
V. St. ν. Amerika vom 18. August 1953
(375 003) '

es wird nicht nur die Bruchgefahr beseitigt, sondern auch eine große SchaliMufigkeit e*räöglitiht, was bei Verwendung ides Schalters· in Blak&dagen von besonderer Bedeutung ist. Dies wird -dadurch erreicht, daß erfiaduagsgemSß edneJRtodzöne der Platte, die zwischen der Zugridhtung des Spaangliedes und der Verformungsachse der Platte bei Zugbeanspruchung liegt, zur Befestigung und Stromzuffl&rung dient, daß der bewegliche Kontakt, der mi Äiem isoliert auf dem Trägerbügel angebrachten Festkontakt zusammenarbeitet, gegenüber- dem Befestigungspunkt des Trägerbügels in-bäztig.-auf die Mittellängsachse der Platte angeordnet ist und daß die Mitte des Spanngliedes; über einen Widerstand an eine Stromquelle derart angeschlossen ist, daß bed Schließen der Kontakte der Widerstand und das Spannglied praktisch kurzgeschlossen werden.

Vorteilhaft ist die Anordnung so getroffen, daß bei geöffneten Kontakten der Strom Hber den Trägerbügel, die Platte, die beiden Hälften des Spanngliedes und dän .-Widerstand fließt.

Durch die besondere Wahl des Befestigungspunktes der Platte am Trägerbügel und der Anordnung des beweglichen Kontaktes an der vorstehend angegebenen Stelle der, Platte wird der Vorteil erreicht, daß einerseits die Platte selbst wie auch der an ihr angebrachte bewegliche Kontakt an Stellen gelagert sind, die praktisch keinen Biegekräften aus-

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gesetzt sind, und daß andererseits der bewegliche Kontakt beim Umschnappen der Platte in die eine oder die andere Verformungslage einen großen Schaltweg zurücklegt, wodurch ohne Gefahr einer Zerstörung der Kontakte relativ große Ströme geschaltet werden können.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar

F i g. 1 den mechanischen Aufbau des Schnappschalters nach der Erfindung, in perspektivischer Darstellung von unten gesehen,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Schalter,

F i g. 3 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 1.

In der Zeichnung ist mit 10 edne rechteckige federnde Platte bezeichnet, die das Grundelement des Schnappsdhalters bildet. Die Platte 10 ist in bekannter Weise mit versteifenden Einprägungen 15 versehen, die mittig unterbrochen sind und nicht ao ganz bis in die Plattenecken verlaufen. Die Ecken 11, 12 der Platte 10 sind etwas abgebogen, und an diesen Abbiegungen ist das Spannglied 30 befestigt. Als Spannglied kann ein Widerstandsdraht oder ein Band aus Widerstandsmaterial dienen. Die Platte 10 ist derart vorverformt, daß sie in ihrem ursprünglichen Zustand leicht V-förmig gebogen ist, wobei der Scheitel des V längs der Diagonale 11, 12 verläuft.

Die Länge und der Ausdehnungskoeffizient des Spanngliedes sind in bezug auf die elastischen Werte der Platte 10 so gewählt, daß das Spannglied in kaltem Zustand die Platte in einem gegenüber der ursprünglichen Verformung verschiedenen Verformung hält, daß jedoch bei einem vorbestimmten Grad der Erwärmung das Spannglied sich so weit ausgedehnt hat, daß die Platte in ihren ursprünglichen Verformungszustand umschnappen kann.

Die Platte 10 wird durch das Spannglied 30, wenn es in kaltem Zustand ist, entgegen ihrer ursprünglichen Verformung somit so gebogen, daß sie ein anderes, flaches V bildet, dessen Scheitel längs der Linie 16, 17 verläuft.

Ein etwa Z-förmiger Trägerbügel 20 ist in Ausführung der Erfindung nahe dem Rand der Platte 10 zwischen der Zugrichtung des Spanngliedes 30 und der Verformungsachse 16, 17 der Platte bei Spannung im Punkt 18 mit der Platte z. B. durch Punktschweißung verbunden. Da der Trägerbügel an der nicht dargestellten Grundplatte des Schnappschalters fest angeordnet ist, stellt somit der Punkt 18 eine Art Drehpunkt für die Bewegung der Platte dar.

Auf dem mittleren Teil 21 des Trägerbügels ist, wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, eine Isolationsschicht 23 aufgebracht; auf dieser ist ein leitendes Band 24 angeordnet, das einen Festkontakt 25 trägt. Die Stelle, an welcher der Festkontakt 25 auf dem Trägerbügel 20 gelagert ist, wird dadurch bestimmt, daß mit dem Festkontakt 25 ein beweglicher Kontakt 35 zusammenarbeiten soll, der ki Ausführung der Erfindung an der Platte 10 gegenüber dem Befestigungspunkt 18 des Trägerbügels in bezug auf die Längsachse der Platte angeordnet ist.

F i g. 3 zeigt die Schaltung des Schnappschalter nach 'der Erfindung. Das eine, freie Ende des Trägerbügels 20 ist über einen Schalter 43 an eine Batterie 42 angeschlossen, deren anderer Pol geerdet ist. Die Mitte des Spanngliedes 30 ist mit 36 bezeichnet und über einen Widerstand 40 mit der Lampe SL verbunden, deren anderer Pol ebenfalls geerdet ist. Von der Verbindungsleitung des Widerstandes 40 und der Lampe SL zweigt eine Leitung 41 ab, die an das Band 24 auf dem Trägerbügel und damit an den Festkontakt 25 angeschlossen ist.

Diese Schaltung bewirkt folgende Arbeitsweise des Schnappschalters: Bei Schließen des Schalters 43 fMeßt Strom von der Batterie 42 über den Schalter 43, den Trägerbügel 20 und gelangt beim Befestigungspunkt 18 der Platte 10 an ihrem Trägerbügel in die Platte. Der Strom durchfließt die Platte 1Θ und gelangt dann bei dessen Befestigungspunkten in das Spannglied 30. Aus diesem tritt er in dessen Mitte bei 36 aus und fldeßt dann durch den Widerstand 40 und die Lampe SL zur Erde. Die Lampe SL brennt jedoch nicht, da die Größe des Widerstandes 40 und des thermischen Spanngliedes 30 so hoch ist, daß der Strom durch diesen' Stromkreis nicht ausreicht, um die Lampe SL zum Aufleuchten zu bringen. Der durch das Spannglied fließende Strom erwärmt jedoch das Spannglied, dieses dehnt sich aus, und bei einer bestimmten Ausdehnung des Spanngliedes schnappt die Platte 10 in ihre Eigenspannungslage entsprechend ihrer ursprünglichen Verformung um. Damit schließt sich das Kontaktpaar 25, 35. Der Strom verläuft nun nicht mehr über das Spannglied 30 und den Widerstand 40, sondern er geht von der Platte 10 über "die Kontakte 35, 25 unmittelbar in die Leitung 41 und von dort zur Lampe SL und von dieser zur Erde. Der höbe Widerstand ■ des Spanngliedes und des in "Reihe dazu liegenden Widerstandes 40 ist somit durch das Schließen des Kontaktpaares 25, 35 kurzgeschlossen, und die Lampe SL erhält nunmehr* genügend Strom uod leuchtet auf. Durch das Kurzschließen des Spanfr- ■ gliedes kann sich dieses wieder abkühlen, es zieht sich infolgedessen wieder zusammen, und bei einer bestimmten mechanischen Spannung des Spann- ■ gliedes schnappt die Platte 10 "vtöeder in ihre erzwun¹ gene Lage um. Damit öffnen sich die Kontakte 25, 35, und der Schaltzyklus beginnt von neuem.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Thermoelektrischer Schnappschalter mit einem durch den Strom dehnbaren Spannglied, das an einer ebenen Platte aus federndem Mate- . rial beidseitig nahe der Peripherie der Platte befestigt ist und bei seinem" Zusammenziehten die Platte unter Schalten eirtes an der Platte angebrachten beweglichen Kontaktes um eine etsfa cpuer zur Zugrichtung liegende Achse' verforritt, während die Platte bei Ausdehnung des Spans- ' gliedes infolge Nachlassens der Zugspannung in ihren Eingangsspannungszustand uraschnappt, dadurch g e kennzeich η et, daß eine Randzone der Platte (10), die zwischen der Zugriclitung (11, 12) des SpanngHedes und der Verformungsachse (16, 17) der Platte bei Zugbeanspruchung liegt, zur Befestigung und Stromzuführung dient, daß der bewegliche Kontakt^is (35), der mit einem isoliert an einem Trägerbügel (20) angebrachten Festkontakt (25) zusammenarbeitet, gegenüber dem Befestiguogspunkt (18) des Trägerbügels (20) in bezug auf die Mittellängsachse der Platte (10) angeordnet ist und daß die Mitte (36) des Spanngliedes (30) über einen Widerstand (40) an eine Stromquelle derart as-

geschlossen ist, daß bei Schließen der Kontakte (25, 35) der Widerstand (40) und das Spannglied (30) praktisch kurzgeschlossen werden.

2. Thermoelektrischer Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffneten Kontakten (25, 35) der Strom über den Bügel (20), die Platte (10), die beiden Hälften des Spanngliedes (30) und den Widerstand (40) fließt.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 615 106.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 757/545 12.64

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