DE1790103C3 - Temperaturwächter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Temperaturwächter zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Geräten od. dgl. bei Unter- bzw. Überschreiten einer vorbcstimmten Temperatur, bestehend aus einem Gehäuse, einer darin umfangseitig geführten, kartenförmigen Bimetall-Schnappscheibe und einem von deren Zentrum bewegten Stromübertragungsglied, das in der einen Schnappstellung, der Einschaltslellung, mit ein oder zwei Kontakten in Berührung kommt und den Stromkreis schließt, in der anderen Schnappstellung, der Ausschaltstellung, den Stromkreis unterbricht.

Thermoschalter mit einer Bimetall-Schnappscheibe haben die Aufgabe, einen Stromkreis bei überschreiten einer definierten Temperatur zu unterbrechen bzw, bei Unterschreiten einer wiederum definierten niedrigeren Temperatur zu schließen. Der Schaller muß aho derart ausgelegt sein, daß er genau bei Erreichen dieser definierten Temperaturen schaltet. Die herkömmlichen Bimetallschalter arbeiten mit vergleichsweise großen Ansprechtoleranzen, was in der Praxis unerwünscht ist. Die Ursachen hierfür liegen in folgenden Tatsachen begründet:

Bei den bekannten Schaltern erfolgt der btromübergang durch die Bimetallscheibe selbst, so dab diese unter elektrischer Belastung steht, und dadurch ihre rein mechanischen Schnappeigenschaften beeinflußt werden. Diese sind ferner von der Qualität des Übergangs an den Kontakten abhängig. Weiterhin muß die Bimetallscheibe den Kontaktdruck selbst herstellen, wird also demzufolge mechanisch zusatzlieh belastet. Dies um so mehr, als sie zumeist umfang seitig eingespannt ist und der Umschnappunkt durch diese Einspannung beeinflußt wird.

Diese Einflußfaktoren machen es notwendig, daß praktisch jeder Bimetallschalter gesondert getes-.-t werden muß, um seine Ansprechlemperaturen fcstz., stellen und gegenüber dem Abnehmer gewährleisten zu können, wobei eine echte Gewährleistung kaum übernommen werden kann, da sich das Verhalten der Bimetallscheibe während ihres Betriebs auf Grund der Veränderung der Kontaktflächen, eventueller Ermüdungserscheinungen im Bereich der mechanischen Einspannungen u. dgl. ändert.

Diese Nachteile sollen bei dem eingangs geschildenen, bekannten Thermoschalter (deutsche Patentschriften 977 187, 1150 139) teilweise vermieden werden, ir.dem die Bimctallscheibe zwar nach wk vor eingespannt ist und den notwendigen Kontaktdruck herstellen muß, der Strom jedoch über eint von der Bimetallscheibe bei ihrer Bewegung miigi.-führte »Metallspinne« geleitet wird. Da die Quer schnitte der leitenden Metallspinne erheblich gern; ger sind als der Querschnitt der Bimetallscheih:. diese also den geringeren Widerstand aufweist, stein die Bimetallscheibe nach wie \or unter Strombeh: stung, so daß das angestrebte Ziel nicht oder nur anvollständig erreicht wird. Im übrigen ist die Bimcuillscheibe auch hier den genannten mechanischen IUastungen ausgesetzt, da sie selbst mit dem Stroivnber tragungsglied (Meiallspinne und Kontaktknop!) iesi verbunden und umfangseitig in dem Gehäuse fest eingespannt ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturwächter des zuvor geschilderten Aufbaus so auszubilden, daß der erforderliche Kontaktdruck nicht von der Bimetall· Schnappscheibe erzeugt werden muß und darüber hinaus jegliche Strombelastung von der Bimctall-Schnappscheibe ferngehalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bimetall-Schnappscheibe zwischen den beiden Schnappstellungen frei beweglich ist, das Gehäuse zwei die Schnappscheibe nur in den Schnapp-Stellungen umfangsseitig abstützende Widerlager aulweist und daß das Stromübertragungsglied von einer es in den beiden Schakstellungen fixierenden Ringfeder umgeben ist, deren Federkraft geringer ist als die Stellkraft der Schnapp^ccheibe beim Umschnappen.

Durch die freie Beweglichkeit der Bimetall-Schnappscheibe ist sichergestellt, daß ihre Bewegung ausschließlich durch die Einwirkungstemperatur bestimm» ist. Sie wird lediglich in den beiden SchnappStellungen umfangseitig abgestützt, um das Strom übertragungsglied in die Ein- bzw. Ausschaltstellung zu bewegen. Der Kontaktdruck selbst wird durch die Ringfeder hergestellt, so daß die Bimetall-Schnupp-

fcheibe mechanisch vollständig entlastet ist. Da sie darüber hinaus elektrisch völlig isoliert sein kann, entfällt auch jegliche Strombelastung. .

Gemäß einer bevorzugten Ausfühningsform weist die Bimetall-Schnappscheibe in ihrem Zentrum ein ' von einem Zapfen des Stromubertragungsgliedes mit

axialem und radialem Spiel durchgriffenes Loch auf, wobei das axiale Spiel geringer als der Schalthub der Schnappscheibe ist.

Anf diese Weise ist sichergestellt, daß die Birne- « tall-Schnappscheibe während des Schalthubs das Stromübertragungsglied mitnimmt, ohne daß sie jedoch mit diesem ständig kraftschlüssig verbunden wäre. Vielmehr reicht ein »Anstoßen« aus, um das Stromübertragungsglied in die eine oder andere Stellung zu bewegen, wobei dieses die eventuell fehlende Bewegungsenergie der Ringfeder entzkht.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierbei >o

ingreift und diese mit einem Hierbei ist ein für die hib 8 f

Abb. 1 einen Querschnitt durch den lemperaturwächter in der Einschaltstellung,

Abb. 2 einen der Abb. 1 entsprechenden Querschnitt in der Ausschaltstellung und *5

A b b. 3 eine Draufsicht auf den Temperaturwächter mit seinen Anschlüssen im Maßstab 1:1.

Die Funktionsteile des Temperaturwächters sind in einem zylindrischen Gehäuse 1 aus Kunststoff, Metall od. dgl. untergebracht, das von einem ebenfalls zylindrischen Isolierstoffdeckel 2 abgeschlossen ist. An diesem sind zwei Festkontaktc 3 angeordnet, an denen die Leitungen 14 mittels Lötzinn 13 od. dgl. angeschlossen sind. Der Isolierstoffdcckel 2 mit den Festkontakten 3 und den Anschlußleitungen 14 ist von einer Vergußmasse 15 umgeben, um den Temperaturwächter vor Eindringen störender Stoffe zu schützen.

Das Stromübertragungsglied weist eine mit den beiden Festkontakten 3 zusammenwirkende Kontaktbrücke 4 auf, die mittels Vergußmasse 12 in einem Isolierstoffteil 6 festgelegt ist. Dieses wiederum sitzt in einem Metallteil 7 und ist mittels eines nietartigen Zapfens 7 c daran befestigt. Das Metallteil 7 des Stromübertragungsgliedes weist einen weiteren Zapfen Id auf, der in ein zentrisches Loch der Bime-Pläitchen9 untergrem. mw -~. — Schleichphase der Bimetall-Schnappscheibe 8 erforderliches axiales, wie auch ein gewisses radiales Spiel

vorgesehen.

Die Bimetall-Schnappscheibe 8 stützt sich in der Einschaltstellung gemäß A b b. 1 umfangsseitig an einem Absatz la des Gehäuses 1 ab. Gegen diesen Absatz liegt der ringförmige Ansatz 16 eines Metaiirings 10 an, so daß eine Ringnut entsteht, in der die Bimetall-Schnappscheibe lagert. Zwischen dem Metallring 10 und einem Isolierstoffring 5 ist eine Ringfeder 11 konzentrisch angeordnet, die mit einem am Stromübertragungsglied angeordneten Ringwulst 7 / und je einer in Bewegungsrichtung vor bzw. hinter diesem liegenden hohlkehlartigen, ringförmigen Ausnehmung 6a, Ta zusammenwirkt. Die Auskehlungen sind dei Querschnittsform der Ringfeder 11 angepaßt.

Beim Umschnappen der Bimetall-Schnapj scheibe 8 von der einen in die andere Schaltstellung wirkt diese mit ihrem Kalottenscheitel entweder g>_ gen die Unterseite Te des Metallteils7 oder gegen das Plättchen 9 des Stromübertragungsgliedes mit dev Folge, daß die in der einen oder anderen Ausnehmung 6a, Ta befindliche Ringfeder 11 gegen den Ringwulst Ib gedrängt und dabei gespannt wird Schließlich springt die Ringfeder über den Ringwuls;. so daß das Stromübertragungsglied in die andere Schaltstellung gelangt und dort fixiert ist.

Der nicht zu vermeidende Kontaktbrand kann zt: keiner Veränderung des Übergangswiderstandes führen, da der Kontaktdruck durch die Ringfeder stets konstant gehalten wird. Die einmal ermittelte Ansprechempfindlichkeit und -genauigkeit bleibt also auch über längere Betriebszeit erhalten. Die schaltbare elektrische Leistung, die bei herkömmlichen Schaltern mit stromdurchflossener Bimetall-Schnappscheibe von deren mittlerem Querschnitt abhängt, wird hier nur durch die Ausbildung der Kontakte bestimmt, so daß über den gesamten Temperaturbereich der einsetzbaren Bimetall-Schnappscheiben gleich große elektrische Leistungen oder bei Einsatz einer bestimmten Bimetall-Schnappscheibe unterschiedlich große Leistungen geschaltet werden kön-

nen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

i 790 Patentansprüche:

1. Temperaturwächter zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Geräten od. dgl. bei Unter- bzw. Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur, bestehend aus einem Gehäuse, einer darin umfangseitig geführten, kartenförmigen Birnetall-Schnappscheibe und einem von deren Zentrum bewegten Stromübertragungsglied, das in der einen Schnappstellung, der Einschfltstellung, mit ein oder zwei Kontakten in Berührung kommt und den Stromkreis schließt, in der anderen Schnappstellung, der Ausschaltstellung, den Stromkreis unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetall-Schnappscheibe (8) zwischen den beiden Schnappstellungen frei beweglich ist, das Gehäuse (1) zwei die Schnappscheibe nur in den Schnappstellungen umfangseitig abstützende Widerlager (1 a, 10) aufweist und ao daß das Stromübertragungsglied (4) von einer es in den beiden Schaltstellungen fixierenden Ringfeder (11) umgeben ist, deren Federkraft geringer ist als die Stellkraft der Schnappscheibe beim Umschnappen.

2. Temperaturwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetall-Schnappscheibe (8) in ihrem Zentrum ein von einem Zapfen (Id) des Stiomübertragungsgliedes (4) mit axialem und radialem Spiel durchgriffencs Loch aufweist, wobei das axiale Spiel geringer a,, der Schalthub der Schnappscheibe ist.

3. Temperaturwächter nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromübertragungsglied (4) einen umfangseitig umlautenden Ringwulst (Ib) mit in axialer Richtung vor und hinter diesem angeordneten, ringförmigen Ausnehmungen (6 a, 7 a) für die Ringfeder (11) aufweist.

4. Temperaturwächter nach einem der An- +0 sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfede-(11) eine endlose Sch-uubenfcder ist.

5. Temperaturwächter n^„ Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (11) vorgespannt ist.