DE1440849A1 - Temperaturabhaengige Steuervorrichtung,insbesondere Temperaturschalter - Google Patents

Description

Firma Behr-Thomson, Dehnstoffregler GmbH, Stuttgart-Feuerbaeh,

Steiermärker Str.12

" Temperaturabhängige Steuervorrichtung, insbesondere i'emperatur-

schalter "

Bekannte Temperaturschalter, in denen ein starrer, plastischer oder flüssiger Wärmedehnungskörper bei Erreichen eines vorausbestimmten Temper&turzustands elektrische Schaltkontakte betätigt,"arbeiten in der Weiße, daß ein Stößel, welcher sich auf den Wärmedehnungskörper abstützt und einen z.B.senkrechten Hub ausführt, mit seinem oberen Ende ein Schaltglied betätigt, das einen elektrischen Stromkreis öffnet bzw. schließt.

Geräte dieser Bauart weisen jedoch entscheidende Nachteile dadurch auf, daß die Variation des Zu- bzw. Aosea-ltpunkts und die Veränderung der Schaltdifferenz nur sehr aufwendig in der Mechanik des elektrischen Schalters vorgesehen werden kann. Bereits bekannte Konstruktionen nach diesem Piinzip haben sich in der Praxis nicht bewährt, weil auf solche V/eise justierte Schalter nach

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kurzer Zeit ihre Schaltwerte verändern. Zusätzlichergibt sich bei dieser Bauart noch ein großer ,Nachteil dadurch, daß einebenfalls durch die Schaltermechanik genau festgelegter Überweg des Stößels, v.elcher immer sehr gering bemessen iet, eingehalten werden muß. Da durch Übertemperaturen derartige Überwege sehr häufig auftreten, ist zwang έ läufig nach Überschreitung des zulässigen Wertes eine Zerstörung des Schalters gegeben, es sei denn, es wird eine besondere Überlaufvorrichtung vorgesehen.

bereits bekannte Kon&truktionen mit flüssigen oder plastischen, z.B_e wachsförmigen Ausdehnungsmitteln haben auch den Nachteil, daß die Abdichtung des Dehnungskörpers bei hohen Betätigungskräften nur sehr mangelhaft ist und ebenfalls häufige Ausfälle verursacht.

Die Erfindung schafft eine temperaturabhängige Steuervorrichtung, die die vorstehenden lachteile nicht mehr aufweist _s sehr genau anspricht und-leicht auf eine andere Gesetzmäßigkeit umgestellt Yjerden kal^i. Sie ermöglicht ferner den Aufbau eines xemper&turschalters unter weitgehender ienutzung "bereits bekannter und als zuverlässig erprobter Bauteile in sehr gedrängter. Foim.

Die Erfindung besteht darin_s daß ein an sich bekanntes T/ärme-=

dehnangselement über eine mit ihm verbundene Steaericßrtre auf ein Dehnungsachs©

seitlieii seiner iLi&¥6 angeordnetes elektrisoliesj hydraulisches oder pneumatisches Schaltorgan_s beispielsiveiss einen Heins ehalten oder ein Steuerventil in von dieser Achse -abiveiehenaer» vorzugsweise radialer Eichtung einvjirkto BAD ORIGINAL

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Mit Vorteil wird ein sogenanntes Dehnstoff element, wie es in serienmäßiger Ausführung in Kühlwasserregler für Verbrennungsmotoren eingebaut wird, durch eine Kurvenübersetzung mit einem Kleinbehälter oder "Mikro schalt er" verbunden, der ebenfalls als serienweise hergestelltes Massenerzeugnis zur Vorfügung steht, -^s werden also zwei praktisch e rprobte und sehr zuverlässig arbeitende Bestandteile durch eine einfache und daher ebenfalls zuverlässig ausführbare Kurvenübersetzung miteinander verknüpft.

Zv.eckniäßig wird in der A ch&env erlange rung des arbeitenden Teils des V/ärmedehnuniiselements ein von diesem bewegter pyramiden- oder kegelförmiger Steuerkörper angeordnet, dessen Mantelfläche das hetatigungsglied deb ^leinschalters steuert.

Die Anordnung des Kleinschaltcrs seitlich der Achse des Wärmedehnungselements ermöglicht es, ein solches Element mit einer liehrzanl von iO.e inschal tern zu kombinieren, indem um die Ac ^e des Dehnungeelements im Kreis zwei oder mehr durch dasselbe Llement betätigte Kleinschalter angeordnet v/erden. Diese Anordnung hat weiterhin den Vorteil, daß keine besondere Überlaufvorrichtung für den Stößel des Dehnungselements bei Übertemperaturen vorgesehen werden muß, da die dem zulässigen Hub entsprechende Kegel- oder Pyramidenfoim des Steuerkörpers anschließend in eine Zylinderform übergehen kann.

Der erwühn ;,o Steuerkörper hst vorzugsweise die Form eines Eotationeköipexs oder einer geraden Pyramide· Lr kann zur Aus-

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übung unterschiedlicher Steuerfunktionen auch als unsymmetrische Pyramide oder unsymmetrischer Kegel mit gegen die Dehnungsachse verschieden geneigten Flanken ausgebildet sein, die zugleich oder wahlweise benutzbar sind·

Die Kurvensteuerung ergibt ein genaues und fein einstellbares Ansprechen des zu betätigenden Kleinschalters. Eine solche ^instellung ist beispielsweise in der V/eise möglich, dass der Kleinschalter gegenüber dem Steuerkörper in dessen Achsen- oder Umfangsrichtung versetzbar ist, oder dass entweder der Kleinschalter oder der mit dem Dehnungselement verbundene Steuerkörper gegen einen anderen ausgetauscht wird.

Des weiteren kann durch geeignete Wahl des Neigungswinkels dieses Steuerkörpers eine beliebige Variation der Schaltdifferenzwerte unter Verwendung desselben Ausdehnungsmediums im Dehnstoffelement erfolgen.

Das Wärmedehnungselement und der oder die von ihm betätigten Kleinschalter können, wie das unten beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt, zu einer sehr wenig Raum benötigen baulichen Einheit vereinigt werden.

Als Wärmedehnungselement wird zweckmässig ein solches nach Patent Nr. 1 086 458 verwendet, das eich bei großer Regelgenauigkeit durch linempfindlichkeit gegen Erschütterungen und gegen sonstige störende äußere Kräfte, z.B. Überdrücke^ in Kühlkreisläufen, auszeichnet. Ein derartiges Blement findet euch deshalb vorteilhafte Anwendung, weil es re%tiv hohe Betätigungekräfte entwickelt. Da bei iemperaturechaltern sonst im allgemeinen

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aoblelohende Kontaktgabe Tor 11«ft, werden Schnappschalter betoraugt, die aber boot Betätigungekräfte verlangen, da tin aeMlafartiges üaapringen dar Kontakta 1« Sobaltar nur durob atarke federkrftfte bewerkstelligt werden kann, Ala Klalnaobaltar eignet aioh belapieleweiae ein Schnappfeder-Mikroeohalter.

Weitere llaselbeiten Aar lrfladung ergeben alob aua daft ie folgenden besobr&benen «oafUbruagsbeleplel, daa in Hg. 1 dar Zeifbnuag tailwelaa geeobnltten ia Aufrlt und la fig. 2 ebenfalla tailvalaa gaaobnitten la Qrundrls dergeatellt let.

rehaetoffeleaeat 6 enthält, «la as aleb bekannt» la βineβ gesobloaaenea Oebttuat ala auf irwÄrming aaapraobaadaa und starke OruokkrttfU entwlokalndea Material, deaaen Druckkräfte Über eine elaatlaohe Diobtkappa auf einen aus de« Oebäuae herauaragenden arbeitenden fall 19 übertragen werden. Saa Ileaent 6 lat In einer UalteruBf 5 gelagert und sittele dleeer aa einer unterlage befeatlgt· 11b auf dar Halterung 5 «ngebraobtea Oehäuaa 3 uBaoblieeat «eitere Teile dee Geräte und let Bit Wangenpaaren 21 veraeben, la denen ein r oder aebrere Kleinecbalter gelegert werdoa kOava. De» Kleinecbalter beaitat ein fear kale- φ gelenkartlf suaaBBaabäncaBde Kontaktfedern 14» die durob eine Sttfftder If ob4 eine ittakfUbrfedar K la der einen Knioklage febaltaB «ardee* l>ae tea takt federpaar 14 lat la eines ftäft geleiert, Hr «ster des Han*l alaee Bit elaaa aaaaaartlgea T«rsfr««i 13* m» Um latelteriebl««« baraiierageBdaB latätlfuafe-&UU$ »tü^ißm* *Um ·· Um nwn**»§ U* aaerelfeede Kraft keen 4er Kt*to*f*«*Htlf·* 13 ·«§·« ele Krelt der KUekfObriader 1· la 41« eattlege dar KtatakUalera 14 und darüber bla-

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aus verschoben werden, wodurch die letzteren aus der darge-

stellten Knicklage in die dazu symmetrische Knicklage umschnappen. Während sie in der einen Knicklage die nach aussen geführten Gegenkontakte Ί7 miteinander leitend verbinden, sdbliessen sie in der anderen Knicklage eine leitende Verbindung zwischen den Gegenkontakten 18.

Zur Bestätigung des Kleinschalters 1 dient nun erfindungsgemäss ein im Ausführungsbeiapiel als gerader Kegelstumpf ausgeführter Steuerkörper 20, der in der Aebsenverlängerung des arbeitenden Teils 19 liegt und mit seinem unteren Teil an diesen anstößt· Der Steuerkörper 20 tritt an seiner ßa&telflache mit der Betätigungsnase 13' des Kleinschalters 1 in Berührung« Bei Temperaturzunahme wirdjaer arbeitende.« Seil 19 des Dehnungselements nach· oben gedruckt und dadurch auch der Steuerkörper 20 entgegen der Kraft einer im oberen T4-11 des Gehäuses 3 untergebrachten Rückstellfeder 2 verschoben, die auch den Oberlauf des Steuerkörpers 20 über die mittlere Arbeitsstellung hinaus ermöglicht. Uach Zurücklegen eines sehr genau vorausbestimmbsreB Weges druckt dieser Körper die Betätigungsnase 13^f des Kleinschalters 1 so weit nach innsn, dass die Kontaktfedern 14 «lie Satpunktlage erreichen, wo si® schlagartig ihre Kontaktstelliing wechseln.

Daa Gerät bietet eine Beine von Vervfrell- uai iBpassttngsmöglichkeiteiu Der Teil 4_f2O ißt leicht austauschbar im& kann dureo

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bereich des Dehnstoffelements der Einschalt- und Ausschaltpunkt des schalters verschoben oder auch die Verwendung von Mikroschaltern mit unterschiedlichen Schaltwegen ermöglicht werden. Ferner kann der Kleinschalter 1 an den Gehäusewangen 21 höher oder tiefer befestigt werden, ^r ist dort mittels Schraubenbolzen 8 zwischen zwei Unterlagringen 9 eingespannt. Die Muttern 11 der Bolzen 8 sind durch Federringe 10 gegen Lockerung gesichert. Die Befestigungslöcher 12 im Gehäuse des Schalters 1 sind Langlöcher, so dass der Schalter in höherer oder tieferer Lage anschraub bar ist, wobei sich ebenfalls die Dehnungsvvege verändern lassen, bei denen der Einschaltpunkt und der Ausschalt- φ punkt erreicht wird.

In Fig. 2 sind ausser den den Kleinschalt er 1 tragenden G-ehäusewangen 21 noch drei weitere Wangenpaare 21' strichpunktiert angedeutet. In die zwischen ihnen gebildeten Gehäuaebuchten können entweder weitere Kleinschalter 1 eingesetzt werden oder es kann der Kleinschalter wahlweise in die eine oder andere dieser Buchten umgesetzt werden. Hat der Steuerkörper 20 an verschiedenen Seiten abweichend geformte Flanken, so tritt durch das Umsetzen des Schalters 1 eine Änderung des Steuergesetzes ein. W

Es ist endlich möglich, das Gehäuse 3 auf der Halterung 5 mittels ' einer lösbaren Klemmverbindung zu befestigen, die ein Verdrehen des Gehäuses umaie Dehnungsaohse und seine Wiederbefestigung in winkelverdrehter Stellung ermöglicht, ohne dass dabei die ! Justierung des Geräts in .Richtung der Dehnungsachse geändert { wird. Es sind hierzu an der Halterung mehrere Spannstifte 7 vorgesehen, die in eine Ringnut am unteren Ende des Gehäuses 3

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eingreifen und nach Lockern ein Verdrehen desselben gestatten. Biese Verdrehbarkeit hat unter anderem den Vorteil, dass der Schalter dadurch in eine La&e gebracht werden kann, bei welcher die aus dem Schaltergehäuse herausragenden Kontakte 17,18 leichter mit den äußeren Stromkreisen verbunden werden können;

Ausserdem läßt sich auch hierdurch die Betätigungsnase 13' des Schalters 1 mit verschiedenen öei-ten des Steuerkörpers 20 in Arbeitsberührung bringen. Bs ist auch möglich, das Gehäuse 3 mit der Halterung 5 durch eine leicht bewegliche Drehlagerung, beispielsweise ein Wälzlager, zu verbinden. Durch eine entsprechende Vorrichtung,beispielsweise über ein mit dem Gehäuse 5 verbundenes Zahnrad^kann z.B. über ein Zeitschaltwerk durch einen Fremdantrieb eine Drehbewegung eingeleitet werden. Statt dessen kann der Steuerkörper 20 im Gehäuse verdrehbar sein. Er wird hierzu mit einer durch das Gehäuse 3 hindurchgeführten Verlängerung versehen, an der eine äußere Drehvorrichtung angreift. Durch Benutzung dieser Mittel und durch geeignete Ausbildung des Steuerkörpers 4 können automatisch verschiedene Temperaturschaltprogramme gefahren werden*

An Stelle des elektrischen Mikroschalters kann ein hydraulisches oder pneumatisches Schaltorgan treten, das in gleicher Weise wie der elektrische Schalter von dem unverändert bleibenden Steuerkörper betätigt wird. Das vorstehend im Zusammenhang mit elektrischen Kleinschaltern Beschriebene gilt daher sinngemass auch für solche temperaturabhängige Steuervorridhtungen mit nichtelektrischen Sehaltorganen,

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Claims (1)

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   Ansprüche

   1.Temperaturabhängige Steuervorrichtung mit durch einen Dehnungekörper betätigtes Steuerorgan, dadurch gekennzeichnet» daee ein an sich bekanntet Wärmedebnunga-elemint über eine mit ihm verbundene Steuerkurve auf ein seitlich seiner Achse angeordnetes elektrisches, hydraulisches oder pneumatisches Schaltorgan in von dieser Achse abweichender vorzugsweise radialer Hichtung einwirkt.

   2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

   das öchaltorgan ein elektrischer Kleinschalter ist* w

   3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sohaltorgan ein Ventil ist.

   4.Steuervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Acheenverlängerung dee arbeitenden Teils des Wärmedehnungseiements ein von diesem bewegter pyramiden- oder kegelförmiger Kurvenkörper angeordnet 1st, dessen Mantelfläche des Betätigungsglied des -chaltorgans steuert.

   5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ua die Achse des Wärinedehnungselements im Kreis zwei o-er mehr durch dasselbe Element betätigte Scbaltorgane angeordnet sind.

   6. Steuervorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenkörper (20) die Form eines Rotation» körpers oder einer geraden Pyramide hat.

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   7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6» dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenkörper zur Ausübung unterschiedliche Steuerfunktionen als unsymmetrische Pyramide oder unsymmetrischer Kegel mit gegen die Dehnungsachae verschieden genigten Flanken ausgebildet ist.

   8.Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Schaltorgane gegenüber dem Steuerkörper in dessen Achten- oder Umfangsrichtung versetzbar oder gegeneinander austauschbar angebracht sind.

   9. .Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S_f dadurch gekennzeichnet, dass der vom '«Väraaeaehnungselement (6) betätigte Steuerkörper (20) austauschbar ist.

   10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis }_% dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmedehnungsele&ent (6) unä das oder die von ihm betitigten ochaltorgane - z.B. Kleinscimlter (1) zu einer baulichen Einheit vereinigt sind.

   11. Steuervorrichtung nach einen, der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass das Wiirmedehnungselement (6) ein üehrstaffelement ist.

   12. Temperaturschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleinachalter (1) ein üchnappfeaer-üikroschalter ist.

   13. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche B bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die SchaItorgane (1) in einer b w.

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   mehreren υ» die iJebnungsacbse herum angeordneten Buchten des gemeinsamen Gehäuses (3) gelagert sind.

   1$. Temperatürschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Kleinschalter (1) in Sichtung der uebnungaachse, z.is. mit Hilfe von Langlöohern (12), verstellbar befestigt sind.

   15* Steuervorrichtung nach einem der Anspräche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass aas Gehäuse (3) eine überlauf- und Rückstellfeder (2) enthält. #

   16. .Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche θ bis 13« dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) auf der Halterung (5) des Geräte durch eise lösbare klemmverbindung, z.B. durch in eine Hingnut eingreifende Spannstifte (7), befestigt ist, die ein Verdrehen des Gehäuses um die Dehnungsachue und seine »Yieäcrbefeetigung in der winkelverdrehten stellung gestattet, ohne die Justierung des Geräts in Riibtung der L?ehnun£Bachse zu ändern.

   17. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch φ gekennselchaet, dass das Gehäuse (3) mit der Halterung (5) durch eine Lagerung z.B. ein Wälzlager verbunden ist.

   18. steuervorrichtung nach eines der Ansprüche β bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lteuerkörper (2.0) mit einer Verlängerung durcb da» Gehäuse (3) hindurchgeführt wird und von aussen verdrebfesr ist.

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