DE1523305B2

DE1523305B2 - Thermische Bimetallsteuereinrichtung

Info

Publication number: DE1523305B2
Application number: DE19651523305
Authority: DE
Inventors: Johannes Vagn Sdnderborg Baatrup (Dänemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1965-10-19
Filing date: 1965-10-19
Publication date: 1970-11-26
Also published as: BE688407A; SE336170B; NL6614725A; US3414694A; GB1158806A; DE1523305A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine thermische Bimetallsteuereinrichtung mit Übertemperaturauslösevorrichtung, bei dem ein mittels eines Heizelementes beheizbarer Betätigungs-Bimetallstreifen mit einem Ende fest eingespannt und mit seinem anderen Ende mit einem Kompensationsbimetallstreifen fest verbunden ist, der mit seinem freien Ende ein Stellglied betätigt.

Viele Einrichtungen, in denen eine solche thermische Bimetallsteuereinrichtung vorhanden ist, müssen gegen Übertemperatur geschützt werden, weil z. B. das Kompensationsbimetall oberhalb einer vorgegebenen Grenztemperatur überkompensiert und irgendwelche anderen Komponenten des Schaltgeräts Schaden leiden würden. Da aber eine Heizquelle zum Beheizen des Bimetalls vorhanden sein muß, ist ein Temperaturanstieg nicht zu vermeiden. Um Schäden vorzubeugen, hat man daher Übertemperatur-Sicherungen vorgesehen, die beim Erreichen des Temperaturgrenzwertes die gesamte Anlage abschalten.

Es ist eine temperaturabhängige elektrische Schaltvorrichtung bekannt, bei der das Betätigungsbimetall und das Kompensationsbimetall einseitig fest an einem Lagerelement angebracht sind, das um einen Festpunkt drehbar ist. Das andere Ende des Kompensationsbimetalls stützt sich an einem einstellbaren festen Lager ab, das andere EndsKies "Betätigungsbimetalls wirkt über einen Hebel auf den zu betätigenden Schalter. Zur Übertemperaturauslösung ist ein drittes Bimetall vorgesehen, das bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur ebenfalls auf den zur Schalterbetätigung dienenden Hebel wirkt. Diese Konstruktion ist insbesondere wegen der erforderlichen drei Bimetalle mit zugehöriger Lagerung aufwendig.

Es ist ferner eine thermische Schaltvorrichtung bekannt, bei der das eine Ende eines Kompensationsbimetalls fest eingespannt ist, während das andere Ende über einen starren Isolierkörper mit dem einen Ende des Betätigungsbimetalls fest verbunden ist. Dessen anderes Ende wirkt auf den Hauptarm eines Schnappsystems, der seinerseits am Isolierkörper gelenkig gelagert ist. Hierbei ist nicht zusätzlich zur normalen Betätigung des Betätigungsorgans eine Übertemperaturauslösung vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermische Bimetallsteuereinrichtung mit Übertemperaturauslösevorrichtung der eingangs beschriebenen Art ganz wesentlich zu vereinfachen.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß an den miteinander verbundenen, beweglichen Enden des Betätigungs- und Kompensationsbimetallstreifens ein Betätigungshebel fest angebracht ist, der bei einer vorgegebenen Grenztemperatur die Übertemperaturauslösevorrichtung betätigt.

Da bei dieser Konstruktion der die Ubertemperaturauslösevorrichtung betätigende Hebel nur von der Bewegung des einen Bimetalls abhängig ist, erfährt er keinerlei Kompensationswirkung, sondern wird in Abhängigkeit von der tatsächlichen Temperatur des Betätigungsbimetallstreifens gesteuert, ohne daß die übrige Betätigungsweise des kompensierten Betätigungsorgans hierdurch beeinträchtigt wird. Es wird also unter Ausnutzung der bereits vorhandenen temperaturempfindlichen Bimetallelemente eine Übertemperatursicherung erzielt.

Unter einer Übertemperaturauslösevorrichtung wird ein Schalter, ein Ventil, eine optische Anzeige, ein akustisches Signalgerät oder irgendeine andere Vorrichtung verstanden, die bei der Grenztemperatur ausgelöst werden soll.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Enden der Bimetallstreifen in an sich bekannter Weise über ein drehbares Lagerelement fest miteinander verbunden sind. Der die Auslösevorrichtung betätigende Hebel schwenkt dann um einen festen Drehpunkt, so daß die zugehörige Auslösevorrichtung seiner Bewegungsbahn genau zugeordnet werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines schematisch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Bimetallsteuereinrichtung im kalten Zustand,

F i g. 2 die Bimetallsteuereinrichtung nach Zuführung des ersten Heizleistungsimpulses in der ersten Einschaltstellung,

F i g. 3 die Bimetallsteuereinrichtung in der Neutralstellung nach der ersten Einschaltstellung und

F i g. 4 die Bimetallsteuereinrichtung während der Zuführung des /j-ten Heizleistungsimpulses und der Betätigung des Übertemperaturauslöseschalters.
Die erfindungsgemäße Bimetallsteuereinrichtung weist einen Betätigungsbimetallstreifen 1 und einen Kompensationsbimetällstreifen 2 auf, die sich_bei Erwärmung gleichsinnig durchbiegen undüber ein Lagerelement 3 miteinander verbunderf'siiid. Letzteres ist um den Festpunkt 4 drehban'Der Betätigungsbimetallstreifen 1 stützt sich an einem festen Anschlag 5 ab. Der Kompensationsbimetallstreifen 2 betätigt den Stößel 6 eines Schalters, der einen Ruhekontakt 7 und einen Arbeitskontakt 8 aufweist. Am Lagerelement 3 ist ein Betätigungshebel 9 fest angebracht, dessen freies Ende auf den Stößel 10 eines Schalters mit Kontakt 11 einwirkt. Die Kontakte 7 und 11 liegen mit einer Heizwicklung 12 in Reihe am Netz 13. Die Anschlußklemmen 14 sind zum Anschluß eines durch die beschriebene Bimetallsteuereinrichtung zu steuernden Geräts bestimmt. Der Kontakt 11 ist vorzugsweise nur willkürlich, beispielsweise von Hand, wieder einschaltbar.

Die Kontakte 7 und 8 werden in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Bimetallen 1 und 2, der Kontakt 11 in Abhängigkeit von der Grenztemperatur, die vom Bimetall 1 gemessen wird, betätigt. Der Kontakt 11 ist daher als Auslöseschalter anzusehen, der bei Ubertemperatur ausgelöst wird.

Wenn der Kontakt 11 bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel von Hand eingeschaltet wird (Fig. 1), wird der Heizwiderstand 12 mit Strom versorgt. Er beheizt daher das Betätigungsbimetall 1, bis dieses soweit durchgebogen ist, daß unter Drehung des Lagerelements 3 das freie Ende des Kompensationsbimetalls 2 den Stellweg A zurückgelegt hat und die Kontakte 7, 8 betätigt. Bei dieser Bewegung hat das freie Ende des Arms 9 einen Weg A zurückgelegt (Fig. 2).

Da nunmehr der Kontakt 7 geöffnet ist, wird keine Heizleistung mehr vom Heizelement 12 abgegeben. Wegen der gespeicherten Wärme biegt sich das Betätigungsbimetall 1 nur noch etwas weiter durch. Mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung, die von den thermischen Kenngrößen der gesamten Anordnung und der Lage der Wärmequelle in bezug auf die beiden Bimetalle bestimmt ist, folgt das Kompensationsbimetall 2 der vorangegangenen Bewegung des Beta-

tigungsbimetalls, so daß schließlich auf einem höheren Temperaturniveau als zu Anfang wieder eine Neutralstellung (F i g. 3) erreichbar ist. In dieser Neutralstellung kehren die Kontakte 7 und 8, die einen Stellweg zwischen Einschaltpunkt und Ausschaltpunkt aufweisen, in ihre in Fig. 1 gezeichnete Lage zurück. Der Stößel 10 hat inzwischen einen Weg B zurückgelegt, der in der Größenordnung von A liegt.

Durch das Schließen des Kontaktes 7 gibt der Widerstand 12 Heizleistung ab und das Betätigungsbimetall 1 biegt sich weiter durch, bis der Stößel 6 den Stellweg A zurückgelegt hat und die Kontakte 7, 8 betätigt. Nach Beendigung dieses Heizimpulses kann sich — wiederum auf einem höheren Temperaturniveau — eine neue Neutralstellung einstellen. Auf diese Weise wiederholen sich die Schaltschritte, bis beim «-ten Heizleistungsimpuls die Temperatur des Betätigungsbimetalls 1 so weit angewachsen ist, daß der Stößel 10 den Kontakt 11 öffnet. Damit ist die gesamte Anordnung abgeschaltet. Die gesamte Anordnung kühlt ab und kehrt in die Normalstellung zurück.

Der Kontakt 11 kann auch so angeordnet sein, daß nicht nur der Heizwiderstand 12, sondern auch das an den Klemmen 14 liegende, zu steuernde Gerät abgeschaltet wird. Der Kontakt 7 kann ein Wechselkontakt sein, der in der einen Stellung den Heizwiderstand und in der anderen Stellung das zu steuernde Gerät mit Spannung versorgt.

Claims

Patentansprüche:

1. Thermische Bimetallsteuereinrichtung mit Übertemperaturauslösevorrichtung, bei dem ein

ίο mittels eines Heizelementes beheizbarer Betätigungs-Bimetallstreifen mit einem Ende fest eingespannt und mit seinem anderen Ende mit einem Kompensationsbimetallstreifen fest verbunden ist, der mit seinem freien Ende ein Stellglied betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß an den miteinander verbundenen beweglichen Enden des Betätigungs- und Kompensationsbimetallstreifens (1, 2) ein Betätigungshebel (9) fest angebracht ist, der bei einer vorgegebenen Grenztemperatur die Übertemperaturauslösevorrichtung (11) betätigt.

2. Betätigungsorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Bimetallstreifen (1, 2) in an sich bekannter Weise über ein drehbares Lagerelement (3) fest miteinander verbunden sind.

Hierzu :MBlatt Zeichnungen