DE2128415B2 - Thermostat-schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thermostat-Schalter mit einem aus einem starren Hebel und einer Schnappfeder bestehenden Schnappsystem sowie einem Dampf enthaltenden Arbcitselement und einer diesem entgegenwirkenden, verstellbaren Sollwertfeder, wobei Arbeitselement und Sollwertfeder am Hebel angreifen.

Bei Schaltern der hier betrachteten Art hat die Schnappfeder, insbesondere eine Omega-Feder, in der Arbeilsrichtung eine negative Federkennlinie. Das Umschnappen erfolgt daher, wenn die Differenz der vom Arbeitselement und von der Sollwertfeder aufgebrachten Kräfte die in der Ruhelage vorhandene Schnappfederkraft übersteigt. Diese Schalter werden daher auch als »kraftproportional« im Gegensatz zu »wegproportionalen« Schaltern bezeichnet, bei denen zumindest ein Hebel des Schnappsystems über eine Totpunktlage hinweg bewegt werden muß. ehe das Umschnappen erfolgt.

Da die Dampfdruckkurve nicht linear ist. ändert sich die TeniperalurdifTcrenz. also der Unterschied zwischen der Einschalttemperatur und der Ausschalttemperatur, mit der jeweils eingestellten Sollwert-Temperatur. Hierdurch 'ändert sich aber die Einstellet " uii.'ki'it über den Arbeitsbereich. Daher ist es bei thermostatischen Betätigungsvorrichtungen mit einem Dampf enthaltenden Arbeitselement und einer SoII-wertfeder bereits bekannt, die Sollwertfeder so auszulesen, daß die Steilheit der Federkennlinie mit wachsender Federkraft zunimmt, die Federkennlinie also derDampidruckkurve ähnelt. Bei kraftproportionalen Thermostat-Schaltern läßt sich auf diese Weise keine Kompensation erzielen.

Es ist ein kraftproportionaler Thermostat Schalter

ίο bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 907 426), bei den: ein doppelarmiger. gerader Hebel verwendet ist. Arbeitselement und Sollwertfeder sind nebeneinander zu beiden Seiten des Drehpunkts angeordnet und wirken in einem Winkel von 90 auf den Hebel.

Bei einem anderen kraftproportionalen Schaller (USA.-Patentschril't 2 658 121) sind Arbeitselement und SoUwertiecler koaxial zueinander angeordnet. Sie greifen an einer gemeinsamen Stange an. Die Stange übertrat!! die KrafidillVrenz auf den Hebel.

Es ist auch ein kraftproportionaler Schalter bekanni (britische Patentschrift 1084 534). bei dem ein einarmiger starrer Hebel nur mit Kräften belastet weiden soll, die die Kiäfte der Schnappfeder nicht übeisteiiien. Zu diesem Zweck wirkt auf den starren Ikbe rein Winkelhebe!, an dessen einem Arm ein Aibeitselement und an dessen anderem Arm in einem von 90 abweichenden Winkel eine Sollwertfeder angreift, so daß der eine Arm des Winkelhebels und die Sollwertfeder platzsparend etwa parallel zum stauen Hebel des Schnappsystems verlaufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wenigstens teilweise kompensierten krat'tproportioiialevi Thermostat-Schalter anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäb dadurch ge-

löst, daß die Linie des Kraftangriffs der Sollwerüede: mit dem Hebel einen so weit von 9() abweichenden Winkel bildet, daß der Einfluß eier gekrümmten Dampfdruckkurvc auf die SchaltdiiTerenz wenigstens teilweise kompensiert ist.

Eine solche Kompensation wird erreicht, wenn die Linie des Kraftangriffs der Sollwertfeder mit dem dem Drehpunkt zugewandten Hebelabschnitt kleiner als 90 ist.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Winkel zsvischen der Linie des Kraftangriffs der Sollwertfeder und dem Hebel 60 bis 80 . vorzugsweise 65 bis 75 . beträgt.

Neigt man die Linie des Kraftangriffs der Sollwertfeder in der beschriebenen Weise, so ergibt sich ganz überraschend, daß die Kennlinie der auf den Hebel wirkenden Federkraft eine mit zunehmender Federkraft abnehmende Steilheit hat. Gerade ein solcher Verlauf ist aber bei einem kraftproportionalen Schalter erforderlich, um die Krümmung der Federkennlinie wenigstens teilweise zu kompensieren.

Eine besonders platzsparende Bauform ergibt sich, wenn der Hebel aus zwei stumpfsvinklig aneinanderstoßenden Armen besteht, die Sollwertfeder am der Schnappfeder abgewandten Arm angreift und etwa parallel zu dem der Schnappfeder zugewandten Arm verläuft. Der Schalter kann dadurch zu einer sehr kompakten Einheit ausgebildet werden, daß auf der der Sollwertfeder gegenüberliegenden Seite des der Schnappfeder zugewandten Arms nebeneinander das Arbcitselement und das Kontaktsystem angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wjrd an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeict

ha g g

Fi». 4 einen Querschnitt längs der Linie A-A in

,»rasierende wirksame Federkennlinie !'' hd Stilheit) erhai

Onicga-

liäusefesten Drehpunkt ύ scnweiiKDar. πι unua mn ^- ·-·---- " _— -- j _nli, deren Auszug anueii.

der Ome»a-Feder ein Gelenk 4. Die Omega-Feder ist teder sich propo* ^ _{die im Schwen}kswnk,-1.....

an einem gehäusefesten. gegebenenfalls justierbaren bleibt ^¹™¹; , _Kennii_nie nicht konstant, μ,γ-Widerlager 5 gehalten. Der Hebel besteht aus zwei 15 ^%y^irks^"^_t ^nehmender Kraft ab.

Armen 6 und 7. Senkrecht auf den Arm 6 wirkt die eiern nimmt m. zunen.^^ ^ _{prakljsches Ausfü};.. Kraft Pd eines Arbeitselemenls. Unter einem NVm- Die t-1 g „,;, "den vorher heschiieb,-■

kel χ ν»n 60 bis 80 . vorzugsweise 65 bis 75 . wirkt mngshe.spie ^ . hermostal-Schallcrs. Hi,-

die Krall der Sollwertleder/'.,. Die Sollwertfeder ist E.gcnschaüen b,1^' ,.„,sprechende Te.:

eine Zugfeder und in Richtung ihre, Kraftlinie aus- so b,, were en ^ «uj¹^_0n \_vi, _in ,, ; ,. 1 ^,^,nJ

/ichbar.'Am Hebelarm 6 befindet sich ein elektrischer die ^f^{cu 1}^ =. _{bc]dcn Arm},_n 6 und 7 -;

Kontakt 8. der mil einem festen Kontakt 9 zusammen- Der Hebe l mn . _{L hL Der} 1 i_cbci 1 Nt ,.

irkt. Dieser Kontakt dient hierbei auch als meeha- einem C-ehap l r autuelem und ' '

wirkt. Dieser Kontakt dient hierbei ^ ^ _{M(llikill und wird}

nischcr Ansehlag. Die andere Ruhelage ist durch das üc^¹¹'¹;¹: ^c^„ ^_Γ,;,_{6 auSi}>_cleut^ Sollte, li

selesten Anschlag 10 bestimmt, lnlolge- 25 HiUe de. as ^-γ _ocy0^n Die Sollwertfe

sich der Hebel 1 beim Umschnappen um gegen da- '^^lv;_in(j_Lf_ri,_{n E}=_d, 5_urch Widerlager 12

l ; verschwenken Γ Γ Zk dr FrstjuMierun

des ^;_in(j_Lf_{rin Ed} 5_urch g

einen Winkel ,;„ verschwenken. Γ ιΓ , Oi -se sii/er /um Zweck der F-rstjuMierung

In FiU. 2 ist links über der Temperatur der ha ten O.lsv.^ U, ■_'■ _Schraubi,_cwinde 13 Mnd

d Abilt fgtragen ^¹¹^¹¹¹'¹^"! ¹^ Vt i

Mnd λ .

Dampfdruck P₁, des Arbeitselements aufgetragen. Schraubgew liielen 13. uie .iuua_Ui._? ...._...

Rechts sind die im Schnappsystem bei verschiedenen 30 einem Schieber 14 befestigt, der mittels einer Ku: Siellungen und bei verschiedenen Einstellungen der scheibe 15 an einer Stellachse 16 zur Einstellung u. Sollwertfeder auftretenden Kräfte veranschaulicht. Sollwerts verschoben werden kann. Der Kraftverlauf ist über dem Schwenkw'mkc! /.' ciar- Ein Arbeitselement 17 wird von einer Balgdose i M

gestellt. Der Schwenkbereich ist auf den Winkel ,;„ und einem Gehäuseteil 19 gebildet. Ein Kapillare■,;-.■ beschränkt. Die Omega-Feder I hat in diesem Be- 35 20 steht mit einem nicht veranschaulichten Fühler /: reich eine negative Kennlinie C₁₁,. Bei einer ersten Ein- Verbindung. Die Temperatur des i-ühlers hestiiv.::i: stellung der Süllwertfeder, bei der die Kraft P., klein den Dampidruck im Arbeitselement 17. Die Stilist, ergibt sich in dem Schwenkbereich eine am He- lläche der Balgdose 18 wirkt auf einen Ansatz 21 a-i bei 1 wirkende Kraft mit der Kennlinie C₁, bei einer Hebelarm 6.

größeren Kraft P., die Kennlinie c.,.,. Addiert man die 40 Bei dieser Ausführungsiorm wird der erste An wirksame Kennlinie der Sollwertfeder und die Kenn- schlau nicht von ein ίι festen Kontakt 9. sondern sun linie der Omega-Feder, se ergibt sich bei der ersten einem Gehäuseteil 22 gebildet, der ein Kontaktsysiem Einstellung (kleine Kraft/³.,) die Kennlinie c\ , und bei 23 umsehlieüt. Wie F i g. 4 zeigt, wirkt der Hebeider zweiten Einstellung (g'roße Kraft P.,) die Kenn- arm 6 auf einen Stößel 24. der seinerseits auf eine linie r,... Die durch diese Kennlinien bestimmten 45 den beweglichen Kontakt des Systems 23 tragende Kräfte wirken gegen die Kraft der Dampfdruck- Feder 25 einwirkt.

kurve P₁,. Überschreitet der Dampfdruck bei der Fig. 4 läßt lerner erkennen, daß zwei Sollweri-

ersien Einstellung den Punkt a. so schnappt das federn parallel nebeneinander angeordnet sind und System um und der Arbeitspunkt wandert von /> daß auch die Anschläge 10 zu beiden Seiten s\mnach C. Erst wenn der Dampfdruck den Punkt a 50 metrisch zur Symmetrielinie vorgesehen sind, unterschritten hat. schnappt das System in die Aus- Statt der Omega-Feder kann auch eine andere

gangslage zurück. Bei der zweiten Einstellung ergeben Schnappfeder verwendet werüen, die im Arbeif-sich ähnliche Verhältnisse. Beim Überschreiten des bereich eine negative Kennlinie hat. Der Gedanke Punktes e schnappt das System von / auf ,1?. Ein Rück- nach den Ansprüchen gilt auch für Schnappsysteme schnappen erfolgt erst, wenn der Punkt /; der Dampf- 55 mit eL.nrmigem Hebel und für solche Hebel, bei druckktirve unterschritten wird. denen die Kraftlinien des Arbeitselements und de:

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Steilheit Sollwertfedcr den gleichen Punkt des Hehel> der am Hebel wirksamen Federkennlinie c, und c.,., treffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Thermostat-Schalter mil einem aus einem starren Hebel und einei Schnappfeder bestehenden Schnappsystem sowie einem Dampf enthaltenden Arbeitselement und einer diesem entgegenwirkenden verstellbaren Sollwertfeder, wobei Arbeitselement und Sollwertfeder air. Hebel angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Linie des Kraftangriffs der Sollwertfeder (26) mit dem Hebel (1) einen so weit von 90 abweichenden Winkel bildet, daß der Einfluß der gekrümmten Dampfdruckkurve auf die Schaltdifl'eren/-wenigstens teilweise kompensiert ist.

2. Thermostat-Schalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Linie des Kraflaii^iills (f.,) der Sollwcitfeder (26) mit dem dem Drehpunkt (3) zugewandten Hebela'hschnili (7) k'einer als 90 ist/

3. Thermostat-Schalter nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Linie des Kraftangriffs (P.,) der SoIlwertfeder (26) und dem Hebel (i) 60 bis 80 . vorzugsweise 65 bis 75 , betraut.

4. Thermostat-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (1) aus z- ei stumpfwinklig aneinanderstoßenden Armen (6. 7) besteht, die Sollwertfeder (26) am der Schnappfeder (2) abgewandlen Arm (7) angreift und etwa parallel zu dem der Schnappfeder zugewandten Arm (6j verläuft.

5. Thermostat-Schalter nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Sollwertleder (26) gegenüberliegenden Seite des der Schnappfeder (2) zugewandten Arms (6) nebeneinander das Arbeitselement (17) und das Kontaktsystem (23) angeordnet sind.