DE1951858A1 - Thermostatschalter - Google Patents

Description

DR. MDLLER-BORE DIPL.-ING. GHALFS DR. MANITZ DR. DEUI¹EL Braunschweig, den 14·. Oktober 1969 Unser Zeichen: E 357 ~ Al/Lie

EIMWOOD SENSOES, INO. 1655 Elmwood Avenue,
Granaton, Rhode Island 02907 U. S. A.

Thermostatschalter

Die Erfindung bezieht sich auf !Thermostatschalter, wie sie bei einer Vielzahl von elektrischen Geräten verwendet werden, bei denen eine Steuerung des elektrischen Stromkreises durch die Temperatur der Umgebung des Schalters gefordert wird.

Bekannte Schalter dieser Art weisen normalerweise Anschlüsse auf, die in einem Gehäuse im Abstand voneinander angeordnet sind und durch einen federnden Kontaktarm überbrückt werden können. Eine Bimetallscheibe, die ebenfalls im Gehäuse untergebracht ist und auf die Temperatur der Umgebung des Schalters anspricht, ist so angeordnet, daß sie einen Betätigungsstift in Berührung mit dem Kontaktarm bringen kann, um eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen herzustellen.

Wenn auch diese bekannten Schalter im allgemeinen ihren Zweck erfüllen und durch die Umgebungstemperatur gesteuert werden,

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weisen sie doch eine größere Anzahl von Teilen auf und haben den Nachteil, daß wegen der Verwendung eines Betätigungsstiftes, der zwischengeschaltet ist, die Bewegung des federnden Armes nicht so empfindlich erfolgt, wie es erwünscht ist. Weiterhin werden durch die Anzahl der Teile, die für einen solchen Schalter erforderlich sind, die Herstellungskosten erhöht. Außerdem werden durch den erforderlichen Betätigungsstift die Längenabmessungen des Schalters notwendigerweise vergrößert,

P Ziel der Erfindung ist ein Thermostatschalter, bei dem diese Nachteile vermieden werden, und der insbesondere eine sehr geringe Baulänge besitzt und sehr empfindlich reagiert.

Dieses Ziel wird bei einem Thermostatschalter mit einem Gehäuse, in dem im Abstand voneinander Kontakte angeordnet sind, die von einem federnden Kontaktarm überbrückt werden können, in der Weise erreicht, daß im Gehäuse schwimmend ein Betätigungsglied angeordnet ist, das in Berührung mit dem federnden Kontaktarm steht. Weiterhin ist im Gehäuse eine BimetalIscheibe vorgesehen, die auf die Umgangstemperatur des Schalters anspricht und bei einer bestimmten Temperatur in eine zweite Stellung umspringt und dabei in Berührung mit dem Betätigungsglied kommt, das hierdurch zum federnden Kontaktarm hinbewegt wird, der dabei die im Abstand voneinander liegenden Kontakte überbrückt. Das Betätigungsglied ist so ausgebildet, daß es in der Mitte auf beiden Seiten mit Vorsprüngen versehen ist, von denen der eine in Anlage am federnden Kontaktarm liegt, während der andere in Anlage an die Bimetallscheibe kommen kann, wenn diese durch eine Änderung der Umgebungstemperatur des Schalters betätigt wird. Das Betätigungsglied besteht aus einem nichtleitenden Material.und stellt dadurch sicher, daß eine

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einwandfreie elektrische Verbindung zwischen den im Abstand voneinander liegenden Kontakten hergestellt wird, wenn der federnde Kontaktarm die Kontakte überbrückt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung und den Ansprüchen hervor.

Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt und wird im folgenden im einzelnen erläutert.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch den Thermostatschalter gemäß der Erfindung und zeigt die im Schaltergehäuse angeordneten Kontakte in der offenen Stellung.

Fig. 2 zeigt in einem der Fig. 1 entsprechenden Schnitt die Schaltkontakte in der geschlossenen Stellung nach Betätigung des Bimetallelements.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Betätigungsgliedes, das schwimmend im Schaltergehäuse angeordnet ist«

In den Fig. 1 und 2 ist der Thermostatschalter gemäß der Erfindung im ganzen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Thermostatschalter 10 weist ein Bimetallelement, auf und kann bei einem Gerät verwendet werden, bei dem eine Temperaturregelung der Umgebung erforderlich ist. Als Beispiele für derartige Geräte seien Kochgeräte, Kaffeemaschinen und ähnlicÜe Einrichtungen genannt. , · ,:' '

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Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, weist der Thermostatschalter 10 ein Gehäuse auf, das im ganzen mit 12 "bezeichnet ist und eine ringförmige Wandung 14 aus Metall und einen Boden 16 aufweist, der mit dem unteren Ende der ringförmigen Wand 14 verbunden ist und aus einem nichtleitenden glasartigen Material besteht. Der Glasboden 16 ist mit dem unteren Ende der ringförmigen Wand 14 durch ein bekanntes Glas-Metall-Verbindungsverfahren verbunden. Das obere Ende der ringförmigen Wand 14 weist eine Schulter 18 auf, in die ein Deckel 20 einfaßt, der durch Schweissung oder ähnliches mit der Wandung 14 verbunden ist.

Im Boden 16 des Gehäuses sind Anschlüsse 22 und 24 derart angebracht, daß sie elektrisch mit geeigneten elektrischen Leitern verbunden werden können. Die Anschlüsse 22 und 24 liegen im Abstand voneinander und sind durch den nichtmetallischen Glasboden 16 gegeneinander isoliert. An den innenliegenden Enden der Anschlüsse 22 und 24 sind Kontakte 26 und 28 vorgesehen, die innerhalb des Gehäuses 12 in einer Kammer 30 liegen, die durch die ringförmige Wand 14, den Boden 16 und den Deckel 20 festgelegt ist. Am oberen Ende des Anschlusses 22 ist in elektrischer Verbindung mit dem Kontakt 26 ein federnder Arm 32 befestigt, dessen freies Ende einen beweglichen Kontakt 34 ' trägt. Wenn der bewegliche Kontakt 34 in Anlage an den festen Kontakt 28 gebracht wird, wird eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 26, 28 und damit zwischen den Anschlüssen 22 und 24 hergestellt. Dadurch wird zwischen den Anschlüssen 22 und 24 und den damit verbundenen Leitungen ein Stromkreis geschlossen.

Innerhalb der Kammer 30 des Gehäuses 12 ist schwimmend ein scheibenförmiges, kreisrundes Betätigungsglied 36 angeordnet,

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das aus einem niclitleitenden Material wie beispielsweise Keramik hergestellt ist. Dieses kreisförmige Betätigungsglied ist, wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, mit einander gegenüberliegenden Vorsprängen 38 und 40 versehen. Die Vorsprünge sind in der Mitte des Betatigungsgliedes 36 vorgesehen und liegen somit koaxial zur Kammer 30. Der Vorsprung 40 greift an dem Teil des federnden Armes 32 an, der in der Achse der Kammer 30 liegt, so daß der Vorsprung 40 in Berührung mit dem Teil des federnden Armes 32 kommt, der den federnden Arm 32 am wirkungsvollsten bei einer Bewegung des Betatigungsgliedes 36 nach unten drücken kann.

Die ringförmige Wandung 14 ist mit einer weiteren Schulter 42 versehen, die kreisringförmig ausgebildet int und den Umfangsrand einer Bimetallscheibe 44 aufnehmen kann. Die Bimetallscheibe 44 ist, wie es die Fig. 1 erkennen läßt, normalerweise nach oben durchgewölbt, wobei in dieser Stellung der Rand der Scheibe auf der Schulter 42 aufliegt. Um die Scheibe in dieser Lage innerhalb des Gehäuses aufnehmen zu können, ist der Deckel 20 mit einer Ausnehmung 46 versehen, in den der durchgewölbte Teil der Scheibe 44 hineinfaßt, wie es Fig. 1 zeigte Wenn die Scheibe diese Stellung einnimmt, wird das Betätigungsglied 36 nicht nach unten gedrückt; der federnde Arm 32 liegt infolge der Federwirkung derart, daß der bewegliche Kontakt 34- außer Eingriff mit dem festen Kontakt 28 ist. Wenn die Atmosphäre oder das den Schalter umgebende Medium eine Temperatur annimmt, bei der die Bimetallscheibe 44 umspringt und sich nach innen durchwölbt, wie es Fig. 2 zeigt, wird der koaxial zum Betätigungsglied liegende Teil der durchgewölbten Scheibe in Anlage an den Vorsprung 38 an einer Stelle kommen, die koaxial zur Achse des Betatigungsgliedes liegt. Das Betätigungsglied 36 wird dadurch nach unten bewegt und drückt dabei den federnden Arm

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in die geschlossene Stellung, wie es Fig. 2 erkennen läßt. Ie. dieser Stellung liegt der bewegliche Kontakt 34 am festen Kentakt 28 an und stellt dadurch eine elektrische Verbindung zwischen den festen Kontakten 26 und 28 und damit auch zwischen den Anschlüssen 22 und 24 her. Es ist klar, daß bei Rückgang der Temperatur auf einen Wert, bei dem die Bimetallscheibe 44 wieder in die in Figo 1 dargestellte nach außen durchgewölbte Stellung zurückspringt, der federnde Arm 32 das schwimmende Betätigungsglied 36 wieder nach oben bewegt, wodurch die elektrische Verbindung zwischen dem beweglichen Kontakt 34 und dem festen Kontakt 28 unterbrochen wird.

Der erfindungsgemäße Thermostatschalter besteht aus verhältnismäßig wenigen Teilen und stellt trotzdem die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 22 und 24- sehr zuverlässig her, wenn die dies erfordernden Bedingungen sich einstellen, so daß ein Stromkreis zwischen den Anschlüssen 22 und 24 und den daran angeschlossenen Leitungen geschlossen wird. Die Verwendung einer Be'tätigungsseheibe 36 führt zu einer sehr einfachen Konstruktion, wobei die axiale Länge des Gehäuses 12 sehr verringert wird, so daß sich der Schalter 10 bei Einrichtungen ψ einsetzen läßt, die Miniaturisierung verlangen. Sämtliche beim Schalter verwendeten Teile sind sehr haltbar und stellen einen zuverlässigen Betrieb sicher, wobei sie aber verhältnismäßig billig sind, so daß ein Schalter erhalten wird, der mit geringsten Kosten hergestellt und zusammengebaut werden kann.

Wenn auch in der. Zeichnung nur eine einzige Ausführungsform eines Schalters gemäß der Erfindung dargestellt ist, so ist doch klar, daß die verschiedenen Teile in vielfältiger V/eise abgewandelt und in anderer Weise angeordnet werden können, ohne daß hierdurch der Hahmen der Erfindung verlassen wird.

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Claims (1)

1. Pat ent ansprüche

   1. )Thermostatschalter, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (12), das aus einer ringförmigen Seitenwand (14) und einem Boden (16) besteht, der mit der Seitenwand verbunden ist und zwei im Abstand voneinander angeordnete und voneinander isolierte Kontakte (22, 26; 24$ 28) trägt, durch einen federnden Kontaktarm (32), der innerhalb des Gehäuses in elektrischer Verbindung mit einem der Kontakte steht und normalerweise außer Eingriff mit dem anderen Kontakt ist, durch ein schwimmend im Gehäuse angeordnetes Betätigungsglied (36), das in der Mitte mit einem erhöhten Teil (40) zur Anlage am federnden Arm versehen ist, durch eine Bimetallscheibe (44), die im Gehäuse in der Nähe des Betätigungsgliedes angeordnet ist und bei Temperaturänderungen sich zum Kontakt sarm hin durchbiegt, wodurch das in Anlage an der Bimetallscheibe liegende Betätigungsglied so weit verschoben wird, daß es den federnden Kontaktarm in Anlage an den anderen Kontakt bringt, so daß über die Kontakte ein Stromkreis geschlossen wird, und durch einen Deckel (20), der über der BimetaLlscheibe liegt und das Gehäuse verschließt_o

   Thermostatschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (36) aus einem nichtleitenden Material besteht und scheibenförmige Gestalt besitzt, und daß der erhöhte, in der Mitte gelegene Teil nach beiden Seiten von dem Betätigungsglied vorsteht und mit dem federnden Arm (32) und mit der Bimetall scheibe (44). in Berührung kommt, wenn die BimetalIscheibe sich durchwölbt, wobei zwischen den erhöhten Teilen und dem federnden Arm bzw. der Bimetallscheibe jeweils eine Punktberührung stattfindet.

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   3. Tiiermostatsclialter nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (16) des Gehäuses (12) aus einem nichtmetallischen Material besteht und als Isolator für die Kontakte dient.

   Thermostatschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Betätigungsgliedes (36) etwas geringer als der Durchmesser der ringförmigen Seitenwand (14) ist, so daß das Betätigungsglied innerhalb des Gehäuses bei Bewegung der Bimetallscheibe (44) frei in axialer Richtung bewegbar ist·

   Thermostatsehalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dals der Kontaktarm (32) den Zwischenraum zwischen den Kontakten (26, 28) längs eines Durchme'ssers des Gehäuses (12) überbrückt, so daß ein Seil des Kontaktarms in der Gehäuseachse liegt, und daß der in der Mitte des Betatigungsgliedes (36) gelegene erhöhte Teil (40), der zum. Kontaktarm hinweist, in der Achse des Gehäuses angeordnet ist»

   Thermostatschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bimetallscheibe (44) etwas größer ist als der Durchmesser der ringförmigen Seitenwand (14) des Gehäuses, daß die Seitenwand in der Nähe des oberen Endes mit einer Schulter (42) versehen ist, auf der die Bimetallscheibe aufliegt, und daß der Deckel (20) des Gehäuses und die Schulter (42) die Bimetallscheibe innerhalb des Gehäuses in der richtigen Lage halten«,

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