DE1765215C3 - Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Schalter - Google Patents

Description

sehr lang bauen und es ist zu bezweifeln, daß mit der direkten Einwirkung des Ausdehnungsstabes auf einen nicht als Schnappschalter ausgebildeten Schalter die notwendigen Ausdehnungswege zu erzielen sind. Ferner wirken sich alle Spiele oder Totwege unmittelbar auf die Schaltgenauigkeit aus.

Aus der US-PS 33 20 384 ist ebenfalls eine Betätigungsvorrichtung bekanntgeworden, die aus einem mit

ge eines schleichend kontaktgebenden Schalters einwirkt. Aus diesem Grunde ist es auch hier zu bezweifeln, ob die ausreichenden Ausdehnungswege in vernünfti

gen Temperaturbereichen zu erzielen sind. Auf jeden 65 über einen Schnappschalter, der im Druckpunkt einen

Fall müßte aber zu diesem Zweck der Ausdehnungsstab sehr lang sein, wodurch sich eine raumaufwendige Schalterkonstruktion ergibt. Ferner ist kein vollständi-Schaliweg von etwa '/ioo mm hat, die Energiezufuhr zwischen kleinsten Leistungen von wenigen Watt und der Volleistung mit kleinen Schaltintervallen zu

quanteln. In diesem Fall ist die Anordnung so getroffen, daß der Ausdehnungsstab beim Beheizen den Zwischenhebel gleichsinnig mit dem Schalthebel im Ausschaltsinn schwenkt. Durch gegensinniges Ausschwenken des Zwischenhebels kann man besonders große Schaltintervalle erzielen,

Die Betätigungsvorrichtung kann auch in Verbindung mit einer gegen den Schalthebel einstellbaren Justierschraube auf eine einen elektrischen Schalter in Ein- oder Ausschattstellung haltende Sperrklinke einwirken und als Zeitschalter für in einer gewünschten Reihenfolge auszulösende Steuervorgänge verwendet werden.

Durch die kraftschlüssige Anlage zwischen Schalthebel, Zwischenhebel und Ausdehnungsstab werden auch die minimalen Verschiebungen ausgeschaltet, die an jedem Lagerungs- oder Angriffspunkt auftreten würden, wenn diese sich bei jedem Lastspiel eine neue Lage suchen wurden. Bei einem kräftemäßigen Rückschluß über das Gehäuse würden sich auch von dort her Störeinflüsse, beispielsweise thermischer Art, bemerkbar machen. Bei der Erfindung handelt es sich dagegen um ein kräftemäßig geschlossenes System, das vormontiert und als Ganzes eingebaut werden kann. Durch die kraftschlüssige Anlage aller Teile aneinander erhält das gesamte System eine Vorspannung, die alle Verbindungspunkte stets definiert in eine Richtung druckt. Bei Lastwechseln od. dgl. können daher keine Verschiebungen auftreten, so daß auch die geringste Ausdehnung unter allen Bedingungen eine entsprechende Einwirkung auf den Schnappschalter ergibt.

Durch die Parallelanordnung des Ausdehnungsstabes zu dem Schalthebel ergibt sich ferner ein sehr raumsparendes System. Es war nicht vorhersehbar, daß sich diese zahlreichen Forderungen mit einem einzigen Übertragungssystem erfüllen lassen würden.

Der Ausdehnungsstab kann zwischen einem von dem Schalthebel im rechten Winkel ausgehenden Widerlager und einem dazu parallelen Teil des Zwischenhebels als Druckstab eingebaut sein. Er kann aber auch an einem von dem Schalthebel im rechten Winkel abgehenden Widerlager in Form eines sich von der Schwenkachse weg erstreckenden hülsenförmigen Ausdehnungsstabes befestigt sein, der einen an seinem freien Ende festen Zugstab aus einem Werkstoff geringer Wärmedehnung umgibt, der an einem zu dem Widerlager parallelen Teil des Zwischenhebels angreift. Der Kraftschluß zwischen dem Ausdehnungsstab und den beiden Hebeln kann in beiden Fällen auf einfache Weise durch eine Feder erzielt werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung vorwiegend schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform mit einem drückend wirkenden Ausdehnungsstab,

Fig.2 eine entsprechende Ausführungsform mit einem ziehend wirkenden Ausdehnungsstab,

Fig.3 eine andere Ausführungsform mit einem ziehend wirkenden Ausdehnungsstab.

Ein Schalthebel 1 und ein Zwischenhebel 2 sind um die gleiche Achse 3 schwenkbar. Der Zwischenhebel 2 wirkt auf ein Schnappsystem 4 eines elektrischen Schnappschalters, das vereinfacht durch eine an sich bekannte Schaltfeder dargestellt ist, die an ihrem freien Ende einen mit einem Festkontakt 6 zusammenwirkenden Schaltkontakt 5 trägt.

Beim Ausführungsbeispiel steht der Schalthebel 1 im rechten Winkel zu dem Schnappsystem 4 des Schnappschalters. Demgemäß verläuft der auf den Schnappschalter einwirkende Hebelarm des Zwischenhebels 2 im rechten Winkel zu dem Schalthebel 1. Zwischen einem im rechten Winkel von dem Schalthebel 1 abgehenden Widerlager 7 und dem,dazu parallelen Arm S des Zwischenhebels 2 ist in kleinem Abstand von dem Schalthebel 1 ein zu diesem pralleler Ausdehnungsstab 8 angeordnet, Durch eine Feder 9, die auch auf der Schwenkachse 3 angebracht sein könnte, werden der Schalthebel 1 und der Zwischenhebel 2 mit dem Ausdehnungsstab 8 in kraftschluß gehalten.

Der Ausdehnungsstab 8 hat einen aus einem Metall hoher Wärmedehnung bestehenden Kernstab 10, der von einem Heizmantel 11 umgeben ist. Der Heizmantel 11, der im Haupt- oder im Nebenschluß liegen kann, besteht aus einem Blech eines Widerstandsmaterials oder aus einer Drahtwicklung. Auf dem Stab 10 ist der Heizmantel 11 an seinen Enden mittels Schellen 12 festgelegt, an welche die Stromzuführungsleitungen angeschlossen sind. Die stirnseitigen Druckflächen des Kernstabes 10 sind mit eingesetzten Stahlkugeln 13 ausgerüstet, die in entsprechende Lagerpfannen des Widerlagers 7 und des Zwischenhebels 2 eingreifen.

Wird der Schalthebel 1 in Pfeilrichtung 15 um die Achse 3, beispielsweise durch ein temperaturempfindliches Glied, wie eine Membran oder ein Bimetall, oder durch ein starres Stellglied, z. B. eine Kurvenscheibe oder eine Spindel, verschwenkt, so schwingt der mit ihm in Kraftschluß gehaltene Zwischenhebel 2 im gleichen Sinn aus, und zwar beim Ausführungsbeispiel im Ausschaltsinn für den Schnappschalter 4. Je nachdem, ob der Heizstrom des Ausdehnungsstabes 8 eingeschaltet ist oder nicht, ist die Länge des Ausdehnungsstabes, beispielsweise um etwa ^ιοΛοο mm verschieden. Das hat zur Folge, daß der Zwischenhebel 2 beim Beheizen und Abkühlen des Ausdehnungsstabes 8 in einem geringen Ausmaß seine Winkelstellung zum Schalthebel 1 ändert. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung bewirkt die durch das Beheizen bedingte Auslängung des Ausdehnungsstabes ein Schwenken des Zwischenhebels im Ausschaltsinn. Wenn also der Heizstrom für den Ausdehnungsstab mit dem Heizstrom des zu steuernden Gerätes durch die Kontakte 5 und 6 des Schnappschalters aus- und eingeschaltet wird, so bewirkt der Ausdehnungsstab nach dem ersten Ausschalten des Schnappschalters durch abwechselndes Ausdehnen und Zusammenziehen ein intermittierendes Schalten und damit eine Quantelung der Stromzufuhr. Beim Ausführungsbeispiel wird die Auslängung des Ausdehnungsstabes 8 durch den Hebel 2 mehrfach übersetzt auf den Druckpunkt des Schnappschalters übertragen. Nimmt man eine dreifache Übersetzung an, so stehen für das Schallen des Schnappschalters etwa ³%oo mm zur Verfügung, während der Schaltweg des Schnappschalters im Druckpunkt nur etwa Vioo mm beträgt.

Entsprechend groß ist der Einstellbereich des Schalthebels 1, innerhalb dessen der Ausdehnungsstab 8 den Schnappschalter betätigen kann.

Bringt man den Ausdehnungsstab 8 auf der anderen Seite des Schalthebels 1 an, so schwenkt der Zwischenhebel 2 beim Beheizen des Ausdehnungsstabes entgegen der Pfeilrichtung 15. Das hat zur Folge, daß nach dem ersten Abschalten des Schnappschalters der sich abkühlende Ausdehnungsstab weiterhin im Ausschaltsinn wirkt und der Schalthebel 1 beträchtlich entgegen der Pfeilrichtung 15 zurückgeschwenkt werden muß, damit der Heizstrom erneut eingeschaltet wird. Es ergeben sich also sehr große Schaltintervalle, während bei der dargestellten gleichsinnigen Bewegung

des Zwischenhebels 2 beim Beheizen des Ausdehnungsstabes 8 kleine Schaltintervalle erzielt werden.

Bei der Ausführungsform Fig.2 ist auf einem in Richtung vom Druckpunkt des Schnappschalters 4 weg im rechten Winkel von dem Schalthebel 1 abgehenden Widerlager 17 ein sich von der Schwenkachse 3 weg erstreckender Ausdehnungsstab 18 befestigt. Der Ausdehnungsstab 18 hat einen hülsenförniigen Kern 19 aus einem Werkstoff hoher Wärmedehnung mit einem an Stromzuführungsleitung angeschlossenen Heizmantel 20, der in gleicher Weise wie der Heizmantel 11 beim Ausführungsbeispiel Fig. 1 beschaffen sein kann. Die Ausdehnungshülse 19 umgibt einen Zugstab 21 aus einem Werkstoff geringer Wärmedehnung, der an ihrem freien Ende befestigt ist. Der Zugstab durchsetzt schiebbar das Widerlager 17 und einem dazu parallelen Hebelarm 22 des Zwischenhebels 2, an dem er mit seinem Ende angreift. Zwischen dem Widerlager 17 und dem Hebelarm 22 ist eine den Zugstab 21 umgebende Druckfeder 23 angeordnet, die den Zugstab mit dem Schalthebel 1 und dem Zwischcnhebel 2 in ständigem Kraftschluß hält.

Bei dieser Ausführungsform liegen das Widerlager 17 und der von dem Heizstab beeinflußte Hebelarm 22 nahe beieinander. Es ist also nur ein kleiner Teil der von äußeren Einflüssen herrührenden Wärmedehnungen des Schalthebels 1 wirksam. Der an das Widerlager 17 anschließende Teil des Schalthebels 1 kann gegebenenfalls fortfallen, z. B. bei Benutzung als fest eingestellter Zeitschalter.

Auch beim Ausführungsbeispiel Fig.? ist der Fall gezeigt, daß der Zwischenhebel 2 beim Beheizen des

ίο Ausdehnungsstabes 18 auf das Schnappsystem 4 des Schnappschalter im Ausschaltsinn (Pfeilrichtung 15) um die Achse 3 schwenkt. Durch Anordnung des Ausdehnungsstabes 18 auf der anderen Seite des Schalthebels 1 wird der Zwischenhebel 2 beim Beheizen des Ausdehnungsstabes 18 im entgegengesetzten Sinn geschwenkt.

Die Ausführungsform Fig.3 unterscheidet sich von der nach F i g. 2 lediglich dadurch, daß der Zwischenhebel 2 rechtwinklig abgebogen ist und hierdurch der

jo Schalthebel 1 und der Ausdehnungsstab 18 parallel zu dem Schnappsystem 4 liegen. Diese Anordnung kann in bestimmten Fällen raumsparend sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1.-Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Schalter mit einem schwenkbar gelagerten Schalthebel und einem über die Schaltkontakte elektrisch beheizten Ausdehnungsstab, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (1) und ein auf den Schnappschalter (4) unmittelbar einwirkender Zwiger Kraftschluß vorhanden, so daß der Schalter keine unmittelbar reproduzierbaren Schaltwerte liefert.

Es ist ferner aus dem DT-Gbni 18 40 504 ein winkliger Zwischenhebel bekanntgeworden, der dazu dient, die Wirkungsebene eines Bimetalls so legen zu können, daß der Schalter unter 90° dazu angeordnet werden kann. Diese Anordnung hat alle Nachteile eines Bimetall-Ausdehnungselementes, die durch die vorliegende Erfindung gerade vermieden werden sollen. Bimetalle

schenhebel (2) eine gemeinsame Schwenkachse (3) io verhalten sich nämlich im Bereich hoher Temperaturen

haben und durch den in einem kleinen Abstand parallel zii dem Schalthebel abgeordneten .Ausdehnüngsstab (8 bzw. 18Jfuriter kraftschlüssiger Anlage miteinander verbunden sind.

sehr labil und können ein definiertes Schalten insbesondere dann nicht mehr bewirken, wenn gewisse Schaltkräfte aufgebracht werden sollen. Dies ist jedoch insbesondere dann notwendig, wenn ein Schnappschal-

2. Betätigungsvorrichtung nsich Anspruch 1, 15 ter verwendet werden soll. Es ist aber beispielsweise für - ■ - - --.... - Leistungssteuergeräte, die die Energiezufuhr durch

taktendes Ein- und Ausschalten regeln (sog. Energieregler) notwendig, mit der Temperatur des Ausdehnungselementes relativ hoch zu gehen, weil diese Steuergerä- te häufig schon in einem Bereich höherer Umgebungstemperatur arbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die als in sich geschlossene Baugruppe mit geringem baulichen Aufwand herstellbar ist, eine möglichst verlustfrek Übertragung der Arbeitsbewegungen auf den Schnappschalter gewährleistet und vielseitig verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schalthebel und ein auf den Schnappschalter unmittelbar einwirkender Zwischenhebel eine gemeinsame Schwenkachse haben und durch den in einem kleinen Abstand parallel zu dem Schalthebel angeordneten Ausdehnungsstab unter kraftschlüssiger

dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (8) zwischen einem von dem Schalthebel (1) im rechten Winke] abgehenden Widerlager (7) und einem dazu parallelen Teil des Zwischenhebels (2) als Druckstab eingebaut ist (F i g. 1).

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,· daß der Ausdehnungsstab (18) an einem von dem Schalthebel (1) im rechten Winkel ausgehenden Widerlager (17) in Form einer sich von der Schwenkachse (3) weg erstreckenden elektrisch beheizten Ausdehnungshülse (19) befestigt ist, die einen an ihrem freien Ende festen Zugstab (21) umgibt, der an einem zu dem Widerlager, parallelen Teil des Zwischenhebels (2) angreift.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Schalthebels (1| durch ein an sich bekanntes bewegliches Glied, wie ein temperätur-

empfindliches Glied oder ein Stellglied, verschwenk- 35 Anlage miteinander verbunden sind,
bar ist. Eine solche Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise

im Zusammenhang mit einem Schnappschalter für einen

Temperaturregler oder ein Leistungssteuergerät verwendbar, das für ein Elektrowärmegerät, z. B. eine 40 Kochplatte, eingesetzt werden kann. Hierbei wird der

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung Heizstrom für den Ausdehnungsstab durch die Kontakfür einen elektrischen Schalter mit einem schwenkbar te des Schnappschalters mit dem Heizstrom des Gerätes gelagerten Schalthebel und einem über die Schaltkon- ein- und ausgeschaltet. Die gewünschte Schalttemperatakte elektrisch beheizten Ausdehnungsstab. tür kann durch eine an dem Schalthebel angreifende Aus der GB-PS 6 51 924 ist eine Betätigungsvorrich- 45 Steuerkurve einstellbar sein, während das von der tung der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, bei Temperatur beeinflußte Glied, z.B. in Gestalt einer

Membrandose oder eines Bimetalls bei einem Temperaturregler, an einem schwenkbar gelagerten Träger des Schnappschalters angreift oder umgekehrt. Der Ausandere Kontakthebel ist über eine Schraubspindel 50 dehnungsstab bewirkt nach Erreichen der Schalttempeeinstellbar. Ein Schalter in dieser Ausführung würde ratur eine Leistungssteuerung, indem er je nach dem

Schaltzustand durch Wärmedehnung den Zwischenhebel im Einschalt- oder Ausschaltsinne bewegt. Dagegen entsteht ein Leistungssteuergerät, wenn der Betätigungsvorrichtung nur ein von Hand zu betätigendes Einstellglied in Form einer Steuerkurve oder einer Spindel zugeordnet wird.

Da der Ausdehnungsstab im Gegensatz zu einem Bimetallstreifen ein praktisch vollkommen starres

einer elektrischen Heizwicklung versehenen Ausdeh- 60 Übertragungsglied ist, sind Leerwege bei der Übertranungsstab besteht, der unmittelbar auf eine Kontaktzun- gung der Schaltbewegung vermieden. Es ist daher

möglich, mit einem kurzen Ausdehnungsstab von beispielsweise 30 mm Länge, der bei einer Temperaturdifferenz von etwa 200⁰C nur etwa "Vioomm auslängt,

g gg g,

der eine mit einer Heizwicklung versehene Hülse einen Stab enthält, der auf einen Kontakthebel eines schleichend kontaktgebenden Schalters einwirkt. Der