DE1927274U - Temperaturabhaengige steuervorrichtung, insbesondere temperaturschalter. - Google Patents

Description

RA. 531627*-9.10.65

DIPL.-INQ. H. STEHMANN es Nürnberg 2 ESSENWEINSTRASSE 4-ί DIPL.-PHYS. DR. K. SCHWEINZER tel: kanzlei 0911/203727 privat: 74306

TELEGRAMM-ADRESSE: STEHPATENT PATENTANWÄLTE

BANKKONTEN:

DEUTSCHEBANKA₁CNORNBERGNr. 341164 POSTSCHECKKONTO: NÜRNBERG 67081

Nürnberg, den 8.I0.I965 17/26

Firma Behr-Thomson, Dehnstoffregler GmbH, Stuttgart-Feuerbach

Steiermärker Str. 12

"Temperaturabhängige Steuervorrichtung, insb. Tremperatursehalter"

Die Neuerung betrifft eine temperaturabhängige Steuervorrichtung mit durch einen Dehnungskörper betätigtem Steuerorgan, das über eine mit ihm verbundene Steuerkurve auf ein seitlich seiner Ausdehnungsachse angeordnetes Schaltorgan, vorzugsweise elektrischen Schalter, in von dieser Achse abweichender, vorzugsweise radialer Richtung, einwirkt.

Bekannte Temperaturschalter, in denen ein starrer, plastischer oder flüssiger Wärmedehnungskörper bei Erreichen eines vorausbestimmten Temperaturzustands elektrische Schaltkontakte betätigt, arbeiten in der Weise, 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. Abschaltpunktes und die Veränderung der Schaltdifferenz nur sehr aufwendig in der Mechanik des elektrischen Schalters vorgesehen werden kann. Bereits bekannte Konstruktionen nach diesem Prinzip haben sich in der Praxis nicht bewährt, weil auf solche Weise justierte Schalter nach kurzer Zeit ihre Schaltwerte verändern. Zusätzlich ergibt sich bei dieser Bauart noch ein großer Nachteil dadurch, dass ein ebenfalls durch die Schaltmechanik genau festgelegter Überweg des Stößels , welcher immer sehr gering bemessen ist, eingehalten werden muss. Da durch Übertemperaturen derartige Überwege ,sehr häufig auftreten, ist zwangsläufig nach Überschrei-

■ ·■ ■ _2-

Für das Auftragsverhältnis gilt die Gebührenordnung der Deutschen Patentanwaltskammer. - Gerichtsstand für Leistung und Zahlung: Nürnberg. Gespräche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkung.

tung des zulässigen Wertes eine Zerstörung des Sehalters gegeben.

Bereits bekannte Konstruktionen mit flüssigen oder plastischen, z.B. wachsförmigen Ausdehnungsmitteln haben auch den Nachteil, dass die Abdichtung des Dehnungskörpers bei hohen Betätigungskräften nur sehr mangelhaft ist und ebenfalls häufige Ausfälle verursacht.

Die Neuerung schafft eine temperaturabhängige Steuervorrichtung, die die vorstehenden Nachteile nicht mehr aufweist, sehr genau anspricht und leicht auf eine andere Gesetzmäßigkeit umgestellt werden kann. Sie ermöglicht ferner den Aufbau eines Temperaturschalters unter weitgehender Benutzung bereits bekannter und als zuverlässig erprobter Bauteile in sehr gedrängter Form.

Die Neuerung besteht darin, dass bei einer temperaturabhängigen Steuervorrichtung der eingangs erwähnten Art in axialer Richtung des arbeitenden Teiles eines Dehnstoffelementes ein mit diesem verbundener Steuerkörper gemeinsam bewegbar angeordnet ist, und dass dessen Mantelfläche zur unmittelbaren Steuerung des Betätigungsgliedes des Schaltvorgans dient.

Neuerungsgemäss wird somit in vorteilhafter Weise ein sogenanntes Dehnstoffelement, wie es in serienmässiger Ausführung in Kühlwasserregler für Verbrennungsmotoren eingebaut wird, durch eine Kurvenübersetzung mit einem Kleinsehalter oder Mikroschalter verbunden, der ebenfalls als serienmässig hergestelltes Massenerzeugnis zur Verfügung steht. Es werden also neuerungsgemäss.- zwei praktisch erprobte und sehr zuverlässig arbeitende Bestandteile

—3—

durch eine einfache und daher ebenfalls zuverlässig ausführbare Kurvenübersetzung miteinander verknüpft,

Geraäss der Neuerung wird in axialer Richtung des arbeitenden Teiles eines Dehnstoffelementes ein mit diesem verbundener Pyramiden- öder kegelförmiger Steuerkörper gemeinsam bewegbar angeordnet, sodass dessen Mantelfläche das Betätigungsglied des Kleinschalters unmittelbar - steuert.

Die Anordnung des Kleinschalters seitlich der Achse des Wärmedehnungselements ermöglicht es, ein solches Element mit einer Mehrzahl von Kleinschaltern zu kombinieren, indem um die Achse des Dehnungselements im Kreis zwei oder mehr durch dasselbe Element betätigte Kleinschalter angeordnet werden. 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 Pyramidenform des Steuerkörpers anschliessend in eine Zylinderform übergehen kann.

Der erwähnte Steuerkörper hat vorzugsweise die Form eines Rotationskörpers oder einer geraden Pyramide. Er kann zur Ausä 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 Einstellung ist beispielsweise in der Weise möglich, dass der Kleinschalter gegenüber dem Steuerkörper in dessen Achsen- oder Umfangs-

richtung 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 Äusführungsbeispiel zeigt, zu einer sehr wenig Raum benötigenden fcE&a baulichen Einheit vereinigt werden.

Als Härmedehnungselement wird zweckmässig ein solches nach Patent Nr. 1 086 458 verwendet, das sich bei großer Regelgenauigkeit durch Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen und gegen sonstige störende äussere Kräfte, z.B. Überdrücke in Kühlkreisläufen, auszeichnet. Als Kleinsehalter eignet sich beispielsweise ein Schnappfeder-Mikroschalter.

Weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 der Zeichnung teilweise geschnitten im. Aufriß und in Fig. 2 ebenfalls teilweise geschnitten im Grundriss dargestellt ist.

Das Dehnstoffelement 6 enthält, wie an sich bekannt, in einem geschlossenen Gehäuse ein auf Erwärmung ansprechendes und starke Druckkräfte entwickelndes Material, dessen. Druckkräfte über eine elastische Dichtkappe auf einen aus dem Gehäuse herausragenden arbeitenden Teil I9 übertragen werden. Das Element 6 ist in einer

Halterung 5 gelagert und mittels dieser an einer Unterlage befestigt. Ein auf der Halterung 5 angebrachtes Gehäuse 3 uraschliesst weitere Teile des Geräts und ist mit Wangenpaaren 21 versehen, in denen ein oder mehrere Kleinschalter gelagert werden können. Der Kleinschalter besitzt ein Paar kniegelenkartig zusammenhängende Kontaktfedern 14, die durch eine Zugfeder 15 und eine Rückführfeder 16 in der einen Knicklage gehalten werden. Das Kontaktfederpaar 14 ist in einem Träger 13 gelagert, der unter dem Einfluss eines mit einem nasenartigen Vorsprung IJ¹ aus dem Schaltergehäuse herausragenden Betätigungsgliedes steht. Durch eine an dem. Vorsprung 13' angreifende Kraft kann der Kontaktfederträger IJ gegen die Kraft der Rückführfeder 16 in die Kniegelenktotlage der Kontaktfedern 14 und darüber hinaus verschoben werden, wodurch die letzteren aus der dargestellten Knicklage in die dazu symmetrische Knicklage umschnappen. Während sie in der einen Knicklage die nach aussen geführten Gegenkontakte 17 miteinander leitend verbinden, schliessen sie in der anderen Knicklage eine leitende Verbindung zwischen den Gegenkontakten

Zur Betätigung des Kleinschalters 1 dient nun erfindungsgemäss ein im AusfUhrungsbeispiel als gerader Kegelstumpf ausgeführter Steuerkörper 2o, der in der Achsenverlängerung des arbeitenden Teils 19 liegt und mit seinem unteren Teil an diesen anstößt. Der Steuerkörper 2o tritt an seiner Mäntelfläche mit der Betätigungsnase 1^' des Kleinschalters 1 in Berührung. Bei Temperaturzunahrae wird der arbeitende Teil I9 des Dehnungselements nach oben gedrückt und dadurch auch der Steuerkörper 2o entgegen der Kraft einer im oberen Teil des Gehäuses 3 untergebrachten Rückstell-

feder 2 verschoben, die aucn den Überlauf des Steuerkörpers 2o über die mittlere Arbeitsstellung hinaus ermöglicht. Nach Zurücklegen eines sehr genau vorausbestimmbaren Weges drückt dieser Körper die Betätigungsnase 13* des Kleinschalters 1 so weit nach innen, dass die Kontaktfedern 14 die Totpunktlage erreichen, wo sie schlagartig ihre Kontaktstellung wechseln...

Das Gerät bietet eine Reihe von Verstell- und Änpassungsmöglichkeiten. Der Teil 4,2o ist leicht austauschbar und kann, durch einen solchen mit anders gestaltetem Steuerkörper 2ö ersetzt werden. Durch Verwendung eines solchen Körpers mit anderer Flankenneigung' oder anderem Kegelwinkel kann bei gleichem Regelbereich 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. Er ist dort mittels Schraubenbolzen 8 zwischen zwei Unterlagringen 9 eingespannt. Die Muttern 11 der Bolzen 8 sind durch Federringe Io gegen Lockerung gesichert. Die Befestigungslöcher 12 im Gehäuse des Schalters 1 sind Langlöcher, so dass der Schalter in höherer oder tieferer Lage anschraubbar ist, wobei sich ebenfalls die Dehnungswege verändern lassen, bei denen der Einschaltpunkt und der Äusschaltpunkt erreicht wird. - . -. - -

In Fig. 2 sind ausser den den Kleinschalter 1 tragenden Gehäusewangen 21 noch drei weitere Wangenpaare 21' strichpunktiert angedeutet. In die zwischen ihnen gebildeten Gehäusebuchten können entweder weitere Kleinschalter 1 eingesetzt werden oder es kann der Kleinschalter wahlweise in die eine oder andere dieser Buchten

-7-

umgesetzt werden. Hat der Steuerkörper 2o an verschiedenen Seiten abweichend geformte Planken, so tritt durch das Umsetzen des Schalters 1 eine Änderung des Steuergesetzes ein.

Es ist endlich möglich, das Gehäuse J> auf der Halterung 5 mittels einer lösbaren Klemmverbindung zu befestigen, die ein Verdrehen des Gehäuses um die Dehnungsachse und seine Wiederbefestigung

ohne in winkelverdrehter Stellung ermöglicht, säkk 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 j5 eingreifen und nach Lockern ein- Verdrehen desselben gestatten. Diese Verdrehbarkeit hat unter anderem den Vorteil, dass der Schalter dadurch in eine Lage 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 hierdurchadle Betätigungsnase IJ¹ des Schalters 1 mit verschiedenen Seiten des Steuerkörpers 2o in Arbeitsberührung bringen. Es ist auch möglich, das Gehäuse J> 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 2o im Behause verdrehbar sein. Er wird hierzu mit einer durch das Gehäuse 2 hindurchgeführten Verlängerung versehen, an der eine äussere Drehvorrichtung angfceift. Durch Benutzung dieser Mittel und durch geeignete Ausbildung des

-8-

Steuerkörpers 4 können automatisch verschiedene Temperaturschaltprogramrae gefahren werden. ■

An Stelle des elektrischen Mikrosehalters 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 sinngemäss auch für solche temperaturabhängige Steuervorrichtungen mit nichtelektrischen Schaltorganen.

-Ansprüche-

Patentanwälte Stehmann - Dr, Schweinzer

Claims (14)

R A. 5 316 2 7 * - 9.10.85 B 52J- 597/21c Gbm Behr-Thomson Dehnstoffregler GmbH. Nürnberg, den __ 1-7/26 Schutzansprüche .

1. Temperaturabhängige Steuervorrichtung mit durch einen Dehnungskörper betätigtem Steuerorgan, das über eine mit ihm verbundene Steuerkurve auf ein seitlich seiner Ausdehnungsachse angeordnetes Schaltörgan, vorzugsweise elektrischen Schalter, in von dieser Achse abweichender, vorzugsweise radialer Richtung, einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung des arbeitenden Teiles (19) eines Dehnstoffelementes (6) ein mit diesem verbundener Pyramiden- oder kegelförmiger Steuerkörper (2o) gemeinsam bewegbar angeordnet ist und dass dessen Mantelfläche zur unmittelbaren Steuerung des Betätigungsgliedes (!>*) des Schaltorgans (l) dient,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass um die Achse des Dehnstoffelementes (6).in an sich bekannter Weise im Kreis zwei oder mehr durch dasselbe Element betätigte Schaltorgane (l) angeordnet sind (Figur 2).

j5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenkörper (2o) die Form eines Rotationskörpers oder einer garaden Pyramide hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenkörper (2o) zur Ausübung unterschiedlicher Steuerfunktionen als unsymmetrische Pyramide oder unsymmetrischer Kegel mit gegen die Dehnungsaehse in an sich

bekannter Weise verschieden geneigten Flanken ausgebildet

-, ^ist· ^;

·#■■ .

5. Vorrichtung nach Anspruch 4* dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Schaltorgane (l) gegenüber dem Kurvenkörper (2o) in dessen Achsen- oder ümfangsrichtxing versetzbar oder gegeneinander austauschbar angebracht sind. "" ..

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Dehnstoffelement (6) betätigte Kurvenkörper (2o) austauschbar ist,

; 7· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnstoffelement (6) und das oder die von ihm betätigten Schaltorgane z,B. Kleinschalter (l), in an sich bekannter Weise zu einer baulijdchen Einheit vereinigt sind. _ ■ . '

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Schaltorgane (l) in einer bzw. mehreren um die Dehnungsachse herum angeordneten Buchten (21, 21') eines gemeinsamen Gehäuses (^) gelagert sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Kleinschalter (l) in Beh-

* tung der Dehnungsachse, z.B. mit Hilfe von Langlöchern (8,12) j verstellbar befestigt sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5~9* dadurch, gekennzeichnet, dass das Gehäuse (j) eine Überlauf- und Rückstellfeder (2) enthält.

— "5 — "

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) auf der Halterung (5) des Geräts durch eine lösbare Klemmvorrichtung, z.B. durch in eine Ringnut eingreifende Spannstifte (7) befestigt ist, die ein Verdrehen des Gehäuses (3) um die Dehnungsachse und seine WMerbefest igung in der wirtelverdrehten Stellung gestattet, ohne die Justierung des Geräts in Richtung der Dehnungsachse zu ändern.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) mit der Halterung durch eine Lagerung, z.B. ein Wälzlager verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis lo, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkörper (2o) mit einer Verlängerung in an sich bekannter Weise durch das Gehäuse (3) hindurchgeführt und von aussen verdrehbar ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der in axialer Richtung des arbeitenden Teiles eines Dehnstoffelementes mit diesem gemeinsam bewegbare Steuerkörper die Form eines Rotationskörpers aufweist und dass dieser Rotationskörper austauschbar ist und dass Dehnstoffelement, Steuerkörper, Schaltorgane und Befestigungsmittel für die Schaltorgane innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses gelagert sind.

wnspr.) fet die zuietzt eingereicht^ sie weich! ^ der Wort-

*r ursprünglich eingereichten mrenagen » Die rechtliche Bed«*..i£*r ^Γΐ- ^ "'· ^S^

LLden Auf Antrag werden, hiervon auch Faktor' .der Film-

«in owwMM Preiw" eeüefert. ^*"** Patentanwälte

Stehmann - Dr. Schweinzer