DE2204362C3 - Einstellbarer Thermostat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen einstellbaren Thermostat mit einem Gehäuse einer im Gehäuse angeordneten bimetallischen Schnappscheibe, die einen

is mit Schnappwirkung zwischen einer ersten und einer zweiten stabilen Stellung in Abhängigkeit von Temperaturänderungen beweglichen Wirkteil aufweist, wobei die Schnappscheibe zwischen diesen Stellungen eine negative Federkonstante aufweist, mit Schalteinrichtun-

|o gen im Gehäuse, die wirksam mit dem Wirkteil der Schnappscheibe verbunden sind und sich auf die Bewegung des Wirkteils zwischen den genannten Stellungen reagierend öffnen und schließen, und mit einer einstellbaren Federvorrichtung, die eine positive

is Federkonstante aufweist und in allen Stellungen des Wirkteils eine Federkraft auf die Schnappscheibe zwischen dessen erster und dessen zweiter Stellung aufbringt, wobei der Wirkteil in Richtung auf die erste Stellung hin gedrängt wird, ohne diese Stellungen und

sn die Stellung der Schnappscheibe beim Schalten wesentlich zu ändern.

Einstellbare Thermostate, die von einem auf Wärme ansprechenden Bimetallstreifen betätigt werden, sind hinlänglich bekannt. Eine bekannte Ausführungsform

ss weist einen einstellbaren Thermostaten auf, bei dem das Wirkelement eine Bimetallscheibe ist, die auf eine Temperatur anspricht und einen Schaltermechanismus betätigt. Bei einem solchen Thermostaten erfolgt die primäre Temperatureinstellung durch einen Stellschrau-

(Ό benmechanismus, der gegen ein Bimetallblatt oder einen Bimetallstreifen wirkt.

Aus der DAS 19 59 591 ist bereits ein Bimetalltemperaturregler bekannt geworden, bei dem eine Einstellung der Arbeitstemperatur durch eine Belastungsfeder

''·* möglich ist, ohne die durch das freie Umschnappen der Schnappscheibe verfügbare Bewegungsenergie und Bewegungsstrecke zu verringern. Bei diesem Bimetalltemperaturregler kann durch zwei verschiedene Stell-

schrauben einerseits die Temperaturdifferenz, andererseits die Arbeitskennlinie verschoben werden, allerdings ist dies nicht möglich, ohne daß die jeweils andere Größe veistellt wird.

Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, einen einstellbaren Thermostaten der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß eine Verstellung der Temperaturdifferenz sich nicht auf den Einstellvorgang für die Arbeits- oder Betriebstemperatur auswirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einstellbare Federvorrichtung als einzelnes Glied ausgebildet ist, das mit einer ersten Einstellvorrichtung, die zum Verändern des Wertes der positiven Federkonstante betätigbar ist, und mit einer zweiten Einstellvorrichtung in Kontakt steht, die zum Verändern des Wertes der Federkraft betätigbar ist, wobei ein Verstellen der ersten Einstellvorrichtung den Wert der positiven Federkonstante verändert, ohne din Änderung wesentlich zu beeinflussen, die der auf die Schnappscheibe wirkenden Kraft durch ein vorbestimmtes Verstellen der zweiten Einstellvorrichtung erteilt wird, und daß die positive Federkonstante einen absoluten Wert aufweist, der kleiner ist als der absolute Wert der negativen Federkonstante der Schnappscheibe.

Das Wesen der vorliegenden Konstruktion liegt in dem einzigen Federmechanismus, der zur Anwendung kommt, um für eine Verstellung sowohl der Arbeitstemperatur des Thermostaten als auch der Temperaturdifferenz zu sorgen. Derartige Federmechanismen üben eine Federkraft auf die Schnappscheibe aus, um deren Arbeitstemperatur zu modifizieren, und es werden zwei getrennte Verstellungen vorgesehen, um die Eigenschaften der Feder getrennt zu regulieren. Die erste Verstellung verändert die von der Feder auf die Schnappscheibe ausgeübte Kraft, ohne die Federkonstante zu verändern. Daher verändert die Betätigung der ersten Verstellung nicht die Temperaturdifferenz der Schnappscheibe, sondern stellt lediglich die Arbeitstemperatur ein. Die zweite Verstellung wird vorgenommen, um die Federkonstante der auf die Schnappscheibe aufgebrachten Kraft einstellbar zu machen, um eine Verstellung der Temperaturdifferenz der Schnappscheibe vorzusehen. Eine derartige Verstellung wird ohne Veränderung des Bereiches des ersten Einstellmechanismus erreicht.

Ein wesentliches Merkmal ist auch die temperatureinstellende Feder, die aus Bimetall gebildet ist. Sowohl die Bimetallschnappscheibe als auch die Bimetalleinstellfeder sprechen auf Wärme an und ihre Kraftänderungen addieren sich, um die Kraft für eine Schalterbetätigung zu erhöhen. Ein derartiger Aufbau ist besonders bei Thermostaten erwünscht, die mit kleinen Temperaturdifferenzen arbeiten müssen. Ferner wird die ?chnappscheibe von einem einstellbaren Mechanismus getragen, der so positioniert wird, daß er einen geeigneten Schaltbetrieb gewährleistet, wobei die Notwendigkeit einer besonderen Anpassung der Thermostatkomponenten eliminiert oder zumindest verringert wird.

In der dargestellten Ausführungsform ist ein Aufbau vorgesehen, in dem die obigen Merkmale im wesentlichen zu einem verbesserten Betrieb des Thermostaten zusammenwirken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine besondere Anpassung der Thermostatkomponenten überflüssig und es ist eine Einstellbarkeit zur Kompensation von Variationen in der Größe und in den Formen der Schaltermechanismen und der Stößelbetätiger vorgesehen. Eine derartige Einstellbarkeit wird durch eine Trägerpfanne vorgesehen.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist der neue und verbesserte Aufbau vorgesehen, mit dem sowohl eine Verstellung der Arbeitstemperatur des Systems als auch ü der Temperaturdifferenz des Systems unabhängig voneinander in einem System einstellbar sind, wobei beide Verstellungen die Arbeitsweise einer einzigen Verstellfeder modifizieren. Es ist daher nicht notwendig, zwei getrennt ausgerichtete Federn zu verwenden, um

lu die beiden gewünschten Verstellfunktionen vorzusehen. In der Praxis wird die Einstellung der Temperaturdifferenz während der Herstellung des Thermostaten vorgenommen und nicht durch den Benutzer des Thermostaten verändert. Andererseits wird die Arbeits- oder Betriebstemperatur des Thermostaten von dem Benutzer eingestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

jo In diesen ist

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Thermostaten,

Fig.2 eine Draufsicht ähnlich wie in Fig. 1, wobei Teile zur Illustration des Aufbaus abgenommen sind,

>5 F i g. 3 ein Längsschnitt, der zur besseren Erläuterung des Innenaufbaus in verschiedenen Ebenen verläuft,

F i g. 4 eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Anordnung der Trägerpfanne darstellt,
F i g. 5 eine schematische Ansicht, die die Einstellung der Betriebstemperatur des Thermostaten zeigt, und

F i g. 6 eine schematische Ansicht ähnlich der F ί g. 5, die die Einstellung der Temperaturdifferenz des Thermostaten zeigt.

Der in Fig. 1 bis 3 dargestellte Thermostat umfaßt

is ein Gehäuse, das sich aus einem Hauptteil 11 und einem Schaltcrabdeckteil 12 zusammensetzt. Die beiden Teile sind vorzugsweise aus Phenolharz od. dgl. geformt und sind untereinander mittels Schrauben 13 und 14 verbunden. Die beiden Teile bestimmen zusammen eine Hauptschalterkammer 16. Ein feststehender Unterbrecherhebel 17 ist an einem Ende an dem Hauptteil 11 mittels eines Niets befestigt, der den ortsfesten Unterbrecherhebel 17 mit einer nicht dargestellten Außenklemme elektrisch verbindet. Das entgegengesetzte Ende des feststehenden Unterbrecherhebels 17 ist in einer in dem Hauptteil 11 gebildeten Ausnehmung 19 angeordnet. Die verschiedenen Elemente sind so bemessen, daß das freie Ende des feststehenden Unterbrecherhebels mit den Flächen in Eingriff kommt, die von der Ausnehmung 19 zur Sicherung einer genauen Anordnung des freien Endes gebildet werden.

Ein beweglicher Unterbrecherhebel der Schaltereinrichtung 21 ist auf dem Hauptteil 11 an einem Ende mittels eines Niets 22 gelagert, der den beweglichen

vs Unterbrecherhebel der Schalteinrichtung 21 mit einer außen befindlichen Klemme 23 elektrisch verbindet. Die Klemme ist der Klemme ähnlich, die mit den? ortsfesten Unterbrecherhebel 17 mittels des Niets 18 verbunden ist. Der bewegliche Hebel der Schaltereinrichtung 21 ist

(m aus relativ dünnem Federmaterial gebildet und so geformt, daß er sich diagonal durch die Schalterkammer zu einem freien, unter dem feststehenden Unterbrecherhebel 17 angeordneten Ende erstreckt. Ein beweglicher Koniakt ist auf dem freien Ende des beweglichen

'■> Unterbrecherhebels montiert und zum Eingriff mit einem festliegenden, auf dem feststehenden Unterbrecherhebel 17 montierten Kontakt 26 vorgesehen. Der Schaltermechanismus ist wie in Fie. 3 dargestellt

geschlossen, wenn die beiden Kontakte 24 und 26 aneinanderliegen. Wenn jedoch der bewegliche Unterbrecherhebel der Schaltereinrichtung 21 aus der dargestellten Stellung nach unten gebogen wird, bewegen sich die Kontakte, den Schalter öffnend, auseinander.

Eine Schalterbetätigung wird durch eine Betätigungseinrichtung 27 bewirkt, die der Länge nach in einer in dem Schalterabdeckteil gebildeten öffnung 28 geführt ist. Das untere Ende der Betätigungseinrichtung ist derart ausgebildet, daß es an einem auf dem beweglichen Unterbrecherhebel der Schaltereinrichtung 21 gebildeten Vorsprung 29 angreifen kann und das obere Ende befindet sich in Ausrichtung mit dem Mittelpunkt einer Bimetallschnappscheibe 31. Der Umfang der Schnappscheibe 31 ist in einer Scheibenträgerpfanne 32 gelagert, die sich gegen drei symmetrisch angeordnete auf dem Schalterabdeckteil 12 gebildete Vorsprünge abstützt. Die Trägerpfanne ist in einer unten beschriebenen Weise ausgerichtet, um die Schnappscheibe 31 in geeigneter Weise hinsichtlich des oberen Endes der Betätigungseinrichtung zu positionieren.

Die Schnappscheibe 31 besitzt zwei stabile Stellungen, zwischen denen sie sich auf Temperaturänderungen hin mit einer Schnappwirkung ansprechend bewegt. Wenn sich die Scheibe in der in F i g. 3 gezeigten stabilen Stellung befindet, weist ihr Mittelteil einen Abstand von dem Ende der Betätigungseinrichtung 27 auf. Die Schnappbewegung der Scheibe aus dieser stabilen Stellung in die untere stabile Stellung läßt den Mittelteil der Scheibe mit der Betätigungseinrichtung 27 in Eingriff kommen und dadurch bewegt sich letztere wie in F i g. 3 dargestellt abwärts und verursacht ein öffnen des Schalters. Eine Rückschnappbewegung in die dargestellte Stellung bewirkt ein Schließen des Schalters. Die Scheibenträgerpfanne 32 sieht ein Spiel vor, damit ein öffnen des Schalters nur nach einer Schnappbewegung erfolgt. Dieser Aufbau gewährleistet, daß ein vollkommener Kontaktdruck bis zu dem Augenblick aufrechterhalten wird, in dem sich der Schalter öffnet, und daß er in dem Augenblick wieder hergestellt wird, in dem sich der Schalter schließt.

Eine balkenartige Federvorrichtung 34 ist etwa in der Mitte mittels eines Drahtelementes als Einstellvorrichtung 36 abgestützt und erstreckt sich an einem Ende bis zu einer Stelle über der Schnappscheibe 31. Ein Paar geringe Reibung aufweisender Knöpfe, die aus Kunststoffmaterial wie Phenolharz od. dgl. bestehen, sind an dem freien Ende der Federvorrichtung 34 montiert, um sie mit der von der Betätigungseinrichtung entfernten Seite der Schnappscheibe 31 an zwei im wesentlichen hinsichtlich der Mittelachse 38 der Schnappscheibe 31 symmetrisch angeordneten Stellen in Eingriff zu bringen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird auf die Scheibe eine dauernde Kraft ausgeübt Die beiden Knöpfe 37 sind vorgesehen, um diese Kraft zu verteilen und um zu verhindern, daß letztere eine nachteilige Verformung der Scheibe verursacht

Das andere Ende der Federvorrichtung 34 ist mit einem Ende 39 versehen, das an einer Nockenoberfläche 4t auf einem drehbaren Nockenumfang als Einstellvorrichtung 42 angreift Die verschiedenen Elemente sind so proportioniert, daß die Nockenoberfläche an dem daran aufliegenden Ende der Federvorrichtung 34 eine aufwärts gerichtete Kraft erzeugt, die bei den Knöpfen 37 eine auf die Schnappscheibe 31 abwärts gerichtete Kraft zur Folge hat Die Größe der von der Feder auf die Scheibe ausgeübten Kraft wird durch die Stellung der Nocke als Einstellvorrichtung 42 gesteuert.

Der Nockenumfang als Einstellvorrichtung 42 weist eine zentrale sechseckige Öffnung 43 auf, die so

·, proportioniert ist, daß sie einen verbindenden sechsekkigen Abschnitt 44 auf einer Steuerachse 46 aufzunehmen vermag. Letztere ist mit ihrem unteren Ende in einer in dem Hauptteil 11 gebildeten öffnung 47 und mit ihrem oberen Ende mittels einer öffnung 48 in einem

,ο Bügel 49 gelagert angeordnet. Bei diesem Aufbau wird die Drehstellung durch eine Steuerachse 46 eingestellt, wobei die Nocke jedoch in Längsrichtung der Steuerachse 46 frei beweglich ist. Eine Eichschraube ist in das Hauptteil 11 in Fluchtlinie mit dem Ende 39

κ eingeschraubt und greift an einer Planfläche 52 der Nocke als Einstellvorrichtung 42 an, um die Axialstellung der Nocke in bezug auf das Hauptteii festzulegen. Die Federvorrichtung 34 hält das Ende der Eichschraube 51 und die Nocke als Einstellvorrichtung 42

2C miteinander in Eingriff. Ein zweiter Schaltermechanismus, der einen feststehenden Kontakt 53 und einen beweglichen Unterbrecherhebel aufweist, ist in das Hauptteii eingebaut und wird von einer radial gerichteten Nase an der Nocke betätigt, wenn letztere

;₅ in die in F i g. 2 gezeigte Stellung gedreht wird.

Wie aus Fig.4 hervorgeht, ist die Scheibenträgerpfanne 32 einstellbar, um die Scheibe entlang der Mittelachse 38 bewegen zu können und um für eine geeignete Anordnung der Scheibe, für die Elemente des Schaltmechanismus und für die Betätigungseinrichtung des Thermostaten sorgen zu können. Diese Einstellbarkeit macht eine besondere Anpassung von Teilen des Thermostaten überflüssig bzw. minimalisiert den Aufwand dafür und sorgt für eine Einrichtung zur Kompensation von Abmessungstoleranzen, wie sie sich bei der Produktion ergeben. Die Scheibenträgerpfanne 32 ist mit drei symmetrisch angeordneten nockenartigen Flächen 57 versehen, die von der unteren Fläche der Pfanne schräg nach abwärts verlaufen. Jede nockenartige Fläche greift an einen Vorsprung 33 an. Bei Drehung der Scheibenträgerpfanne 32 werden die Nocken relativ zu den zugeordneten Vorsprüngen bewegt, wodurch eine Bewegung der Scheibenträgerpfanne in axialer Richtung bewirkt wird. Diese Einstellbarkeit bestimmt die Stellung des Umfangs der Schnappscheibe 31 in bezug auf das benachbarte Ende der Betätigungseinrichtung 27. Da drei Nocken und drei Vorsprünge vorgesehen sind, sorgen die Nocken für eine vollkommene Positionierung der Scheibenträgerpfanne. Bei der dargestellten Ausführungsform übt die Federvorrichtung 34 eine ausreichende Kraft auf die Schnappscheibe in allen ihren Stellungen aus, um die Schnappscheibe in der Scheibenträgerpfanne 32 und letztere dann wieder an den Vorsprüngen 33 zu halten. Aus diesem Grunde sind weitere Befestigungseinrichtungen nicht erforderlich.

Die Scheibenträgerpfanne ist mit einer Vielzahl vor in Abstand voneinander angeordneten Vorsprünger versehen, die sich von ihr nach aufwärts erstrecken unc so proportioniert sind, um, wie bei 58a gezeigt ist jeweils in eine öffnung als Oberfläche 59 in den Gehäuse hineingebogen zu werden. Die Vorsprung« haben jeweils voneinander einen Winkelabstand, dei von dem zwischen den öffnungen vorgesehene!

Winkelabstand differiert, um so noniusartige Verhältnis se zu schaffen. Bei einem derartigen Aufbau ist immei mindestens ein Vorsprung auf eine zugeordnet« Aussparung ausgerichtet Eine Pfannenverstellung win

durch Drehung der Scheibenträgerpfanne bewirkt, bis die gewünschte Stellung erreicht ist. Einer der Vorsprünge wird dann in eine fluchtende öffnung gebogen und die Scheibenträgerpfanne ist somit gegen weitere Bewegung verriegelt.

Die Einstellung der Temperaturdifferenz wird durch Biegen des Stützdrahtes als Einstellvorrichtung 36 entweder zum Scheibenende der Federvorrichtung 34 hin oder von ihm weg bewirkt. Wie F i g. 1 zeigt, ist die Federvorrichtung 34 annähernd in der Mitte der Länge der Federvorrichtung mit einander gegenüberliegenden Aussparungen 61 versehen. Diese Aussparungen 61 entsprechen zugeordneten, an dem Hauptteil 11 ausgebildeten Vorsprüngen 62, um die Federvorrichtung in Axialrichtung festzulegen. Der Stützdraht wird an seinen Enden von zwei Nieten 63 getragen und ist an jedem Ende mit einem Ring versehen, der sich um den Schaft des jeweiligen Nietes erstreckt. Wenn der Stützdraht von der Scheibe weg bewegt werden soll, wird der Stützdraht vorzugsweise nur an einem Ende verbogen, so daß er sich diagonal durch die Federvorrichtung 34 erstreckt, wie es bei 36' gestrichelt dargestellt ist. Wenn eine größere Verstellung in dieser Richtung gefordert wird, wird auch das entgegengesetzte Ende des Stützdrahtes gebogen, um es von dem _2J Plattenende der Federvorrichtung weg zu bewegen. Falls andererseits eine Verstellung in der entgegengesetzten Richtung gewünscht wird, wird der Stützdraht vorzugsweise wieder an einem Ende in Richtung auf die Schnappscheibe gebogen. Hier kann das entgegengesetzte Ende auch wieder in dieselbe Richtung gebogen werden, falls eine große Verstellung gefordert wird.

Aus den F i g. 5 und 6 ergibt sich deutlich die Art, in der die Federvorrichtung 34 eingestellt wird, um getrennte Verstellungen sowohl für die Arbeitstemperatür als auch für die Temperaturdifferenz vorzusehen. In diesen schematischen Darstellungen werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Verhältnis zwischen der positiven, von der Federvorrichtung 34 gebildeten Federkonstante und der negativen, von der Schnappscheibe gebildeten Federkonstanten für ein gegebenes Federsystem die Temperaturdifferenz bestimmt. Nach der Herstellung hat die Scheibe in unbelastetem Zustand eine Temperaturdifferenz, die durch das zur Bildung der Schnappscheibe verwendete Material und durch die während der Herstellung erzeugte Scheibenform bestimmt wird. Beispielsweise vermag eine typische Schnappscheibe im unbelasteten Zustand aus einer stabilen Stellung bei Erreichen einer Temperatur von 10⁰C umzuschnappen und bei Erreichen einer Temperatur von 21⁰C zurückzuschnappen. Eine solche Schnappscheibe hat im unbelasteten Zustand eine Temperaturdifferenz von 11° C und Arbeitstemperaturen von 10⁰C bzw. 21°C Wenn die Schnappscheibe zu einer stabilen Stellung hin mit einer Federkraft mit einer positiven Federkonstanten beaufschlagt wird, die einen kleineren absoluten Betrag als die negative Federkonstante aufweist, wird die Temperaturdifferenz reduziert Der Betrag der Verminderung der Temperaturdifferenz ist &, größer, wenn der absolute Betrag der positiven Federkonstanten der beaufschlagenden Kraft vergrößert wird. Wenn die positive Federkonstante der beaufschlagenden Kraft gleich dem absoluten Betrag der negativen Federkonstanten der Platte wäre, würde letztere ihre Schnappcharakteristik verlieren und die Temperaturdifferenz würde natürlich Null werden. Andererseits kann die Temperaturdifferenz der Platte einstellbar vermindert werden, wenn der absolute Betrag der positiven Federkonstanten der beaufschlagenden Kraft eingestellt werden kann.

Bei dem dargestellen Ausführungsbeispiel kann der Stützdraht als Einstellvorrichtung 36 aus einer Stellung annähernd in der Mitte der Federvorrichtung zu dem Schnappscheibenende der Federvorrichtung 34 oder von ihm weg bewegt werden. Wenn der Stützdraht zu dem Schnappscheibenende der Federvorrichtung hin bewegt wird, wie in Fig. 6 gestrichelt bei 36a dargestellt, wird der absolute Betrag der positiven Federkonstanten der auf die Schnappscheibe mittels der Federvorrichtung 34 ausgeübten Kraft vergrößert, und die Temperaturdifferenz der Schnapptätigkeit des Systems wird daher verkleinert. Eine Bewegung des Stützdrahtes als Einstellvorrichtung 36 in einer Richtung vom Schnappscheibenende der Federvorrichtung 34 weg, wie sie durch die gestrichelte Darstellung bei 366 gezeigt ist, vermindert den absoluten Betrag der positiven Federkonstanten der von der Feder auf die Scheibe ausgeübten Kraft, was ein Anwachsen der Temperaturdifferenz für das Umschnappen der Schnappscheibe bewirkt. Daher wird eine Verstellung der Temperaturdifferenz des dargestellten Thermostaten durch Bewegen des Stützdrahtes als Einstellvorrichtung 36 von dem Schnappscheibenende der Federvorrichtung 34 weg oder zu ihn hin erhalten.

Die Arbeits- oder Betriebstemperatur der Schnappscheibe im unbelasteten Zustand wird, wie bereits erwähnt, durch das zu ihrer Herstellung verwendete Material, sowie durch die Form der Schnappscheibe bestimmt. Eine derartige Betriebstemperatur kann jedoch durch Aufbringen einer Federkraft verändert werden, die die Schnappscheibe zu einer der stabilen Stellungen hin beaufschlagt. Solange die Federkonstante der auf die Scheibe ausgeübten Kraft nicht variiert, wirkt sich eine Verstellung der Federkraft nicht auf die Temperaturdifferenz des Systems oder den Schnappbereich, sondern lediglich auf die Betriebstemperatur aus. In der dargestellten Ausführungsform hebt oder senkt eine Drehung der Nocke als Einstellvorrichtung 42, die mit einer schrägen Nockenfläche versehen ist, das von der Schnappscheibe 31 entfernte Ende der Federvorrichtung 34, wodurch die auf die Schnappscheibe ausgeübte Kraft sich ändert. Eine derartige Verstellung verändert jedoch nicht die Federkonstante der Vorrichtung und somit auch nicht die Temperaturdifferenz für eine gegebene Fixierung oder Anordnung des Stützdrahtes als Einstellvorrichtung 36. In dem dargestellten Aufbau wird die gesamte Länge der Federvorrichtung nicht durch eine Verstellung der Anordnung des Stützdrahtes verändert. Daher erzeugen geringe Verstellungen des Stützdrahtes, wenn letzterer nahe an der Mitte der Federvorrichtung bleibt, keine bedeutenden Veränderungen in dem Verstellbereich derselben. Die Praxis hat gezeigt, daß, wenn die Federvorrichtung wie dargestellt, einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt aufweist, der Verstellbereich nicht wesentlich durch Verstellung des Stützdrahtes verändert wird, und daß das Maß der Veränderung der von der Federvorrichtung 34 auf die Schnappscheibe ausgeübten Federkraft bei einer Bewegung des entfernten Endes der Federvorrichtung durch die Nockenoberfläche 41 nicht bedeutend verändert wird, solange der Stützdraht nahe der Mitte der Federvorrichtung angeordnet ist Folglich bleibt der Bereich oder die Veränderung der Betriebstemperatur für eine gegebene Verschiebung des Nockenendes der Federvorrichtung

34 im wesentlichen konstant, obwohl der Stützdraht längs der Federvorrichtung zwischen Stellungen nahe der Mitte derselben eingestellt wird. Aus diesem Grunde ist es nicht notwendig, den Winkel der Nockenoberfläche 41 zur Kompensation der Verstellung der Stellung des Stützdrahtes als Einstellvorrichtung 36 zu variieren.

Der Zusammenbau und die Einstellung des dargestellten Thermostaten geschehen wie folgt. Nachdem die Schaltelemente in dem Schalterhohlraum montiert worden sind, wird das Schalterabdeckteil in seiner Stellung befestigt und die Betätigungseinrichtung 27 in der öffnung 28 angeordnet. Darauf werden die Scheibenträgerpfanne und die Schnappscheibe eingesetzt. Nachdem der Rest der Thermostatelemente zusammengebaut ist, wird die Scheibenträgerpfanne gedreht, um die Schnappscheibe zur Kompensation von Produktionstoleranzen zum Schaltermechanismus hin- oder davon wegzubewegen. 1st die Trägerpfanne einmal in geeigneter Weise angeordnet und sichergestellt, daß die Schalterkontakte sich im wesentlichen im Mittelpunkt des Schnappbereiches der Schnappscheibe öffnen und schließen, wird der entsprechende Vorsprung 58a in eine darauf ausgerichtete öffnung der Oberfläche 59 zur Verriegelung der Scheibenträgerpfanne gebogen.

Die Federvorrichtung 34 ist aus einem Material gebi'det, das einen solchen Federwert aufweist, daß, wenn der Stützdraht als Einstellvorrichtung 36 annähernd in der Mitte angeordnet ist, eine Temperaturdifferenz für das System erzeugt wird, die sich der gewünschten Temperaturdifferenz annähen. Die Temperaturdifferenz des Systems wird dann bestimmt, um zu überprüfen, ob eine Verstellung des Stützdrahtes erforderlich ist. Falls festgestellt wird, daß die Temperaturdifferenz im Betrieb zu groß ist, wird der Stützdraht als Einstellvorrichtung 36 verbogen, um den wirksamen Abstützpunkt zum Scheibenende der Federvorrichtung 34 hin zu bewegen und um dadurch die Differenz zu vermindern. Der Stützdraht kann erst an einem Ende verbogen werden, so daß er sich unter einem leichten Winkel quer zur Federvorrichtung erstreckt, da ein derartiges Einstellen für eine größere Verstellbewegung bei gegebener Verminderung der Differenz ergibt, als wenn beide Enden gleichzeitig verbogen würden. Falls andererseits bei der Anfangsmessung der Temperaturdifferenz festgestellt wird, da3 die Differenz zu klein ist, wird der Stützdraht als Einstellvorrichtung 36 gebogen, um ihn von dem Scheibenende der Federvorrichtung 34 wegzubewegen. Wenn die gewünschte Temperaturdifferenz erreicht ist, wird die Betriebstemperatur der Schnappscheibe bei einer gegebenen Drehrtellung der Nocke als Einstellvorrichtung 42 bestimmt Falls die Temperatur in einem Thermostaten, in dem die Federwirkung zur Verminderung der Betriebstemperatur verwendet wird, zu hoch ist, wird die Eichschraube 51 eingeschraubt, um die auf die Schnappscheibe ausgeübte Federkraft für eine bestimmte Drehstellung der Nocke zu erhöhen. Falls natürlich bei einem derartigen System eine Steigerung der Arbeits- oder Betriebstemperatur gefordert wird, wird die Eichschraube 51 zur Verminderung der Kraft nach außen gedreht

Da die Verstellung des Stützdrahtes in der Nähe der Mitte der Federvorrichtung keine bedeutsame Veränderung der auf die Schnappscheibe 31 ausgeübten Kraft der Federvorrichtung 34 für einen gegebenen Betrag der Bewegung des Nockenendes der Federvorrichtung hervorruft, ist es lediglich notwendig, eine Nocke auszuwählen, die einen wachsenden Winkel aufweist, der bei Verwendung mit der Federvorrichtung 34 die gewünschte Veränderung der von der Federvorrichtung auf die Schnappscheibe ausgeübten Kraft entsprechend dem gegebenen Betrag der Drehung der Nocke erzeugt

Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Federvorrichtung 34 aus Bimetall gebildet, so daß Temperaturveränderungen derselben eine Veränderung der von der Federvorrichtung auf die Scheibe ausgeübten Kraft zur Unterstützung der Schnappscheibe bei Betätigung des Schalters erzeugen. Dies ist insbesondere dann wünschenswert, wenn ein bei relativ niedrigen Temperaturdifferenzen in der Größenordnung von 1—2,5°C arbeitender Thermostat gefordert wird. In solch einem System, in dem sowohl die Schnappscheibe 31 als auch die Federvorrichtung 34 aus Bimetall gebildet sind, erzeugen sie beide Kraftänderungen in Abhängigkeit von Temperaturänderungen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Elemente so zusammengebaut, daß sich die Kraftänderungen addieren und daß die Summe der Kraftänderungen, die durch eine Temperaturänderung sowohl der Schnappscheibe als auch der Federvorrichtung 34 hervorgerufen werden, zur Betätigung des Schalters verfügbar ist. Ferner sollte bei einem derartigen System, bei dem niedrige Differenzen gefordert werden, die Federkonstante des beweglichen Unterbrecherhebels relativ niedrig sein, so daß sie die Schnappscheibe nicht zum Halten bringt, wenn das Spiel herausgenommen wird und die Schnappscheibe den Schalter zu öffnen beginnt. Aus diesem Grund ist der bewegliche Unterbrecherhebel vorzugsweise mit einer bogenförmigen Aussparung 66 in der Nähe des Nietes 22 ausgebildet, so daß der Unterbrecherhebel mit einer relativ geringen Kraft bewegt werden kann und sich mit einer gelenkartigen Wirkung entlang einer Linie an dem Ende der Aussparung 66 verbiegt Ein derartiger Aufbau setzt eine ausreichende Materialstärke jenseits der Enden der Aussparung zur Übertragung kräftiger Ströme voraus.

Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß der beschriebene Thermostat so eingestellt werden kann, daß er sehr niedrige Temperaturdifferenz in der Größenordnung von 1 —2,5° C aufweisen kann, wobei er noch genügend thermisch induzierte Kraft liefert, um den Schaltermechanismus selbst unter relativ ungünstigen Bedingungen ausreichend zu betätigen. Ferner hat sich gezeigt, daß wegen der Betätigung des Schalters erst dann, wenn die Scheibe ihre Schnappbewegung vollführt, und weil demzufolge der volle Kontaktdruck des Schalters bis zum Moment seiner öffnung aufrechterhalten wird, die Lebensdauer der Kontakte verbessert wird, und daß der Thermostat imstande ist, über viele Perioden zufriedenstellend zu arbeiten, selbst wenn er bei relativ hohen Belastungen arbeitet

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einstellbarer Thermostat mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten bimetallischen Schnappscheibe, die einen mit Schnappwirkung zwischen einer ersten und einer zweiten stabilen Stellung in Abhängigkeit von Temperaturänderungen beweglichen Wirkteil aufweist, wobei die Schnappscheibe zwischen diesen Stellungen eine negative Federkonstante aufweist, mit Schalteinrichtungen im Gehäuse, die wirksam mit dem Wirkteil der Schnappscheibe verbunden sind und sich auf die Bewegung des Wirkteils zwischen den genannten Stellungen reagierend öffnen und schließen, und mit einer einstellbaren Federvorrichtung, die eine positive Federkonstante aufweist und in allen Stellungen des Wirkteils eine Federkraft auf die Schnappscheibe zwischen dessen erster und dessen zweiter Stellung aufbringt, wobei der Wirkteil in Richtung auf die erste Stellung hin gedrängt wird, ohne diese Stellungen und die Stellung der Schnappscheibe beim Schalten wesentlich zu ändern, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Federvorrichtung (34) als einzelnes Glied ausgebildet ist, das mit einer ersten Einstellvorrichtung (36), die zum Verändern des Wertes der positiven Federkonstante betätigbar ist, und mit einer zweiten Einstellvorrichtung (42) in Kontakt steht, die zum Verändern des Wertes der Federkraft betätigbar ist, wobei ein Verstellen der ersten Einstellvorrichtung (36) den Wert der positiven Federkonstante verändert, ohne die Änderung wesentlich zu beeinflussen, die der auf die Schnappscheibe wirkenden Kraft durch ein vorbestimmtes Verstellen der zweiten Einstellvorrichtung (42) erteilt wird, und daß die positive Federkonstante einen absoluten Wert aufweist, der kleiner ist als der absolute Wert der negativen Federkonstanten der Schnappscheibe (3t).

2. Einstellbarer Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der ersten Einstellvorrichtung (36) im wesentlichen keine Auswirkung auf den Betrieb der zweiten Einstellvorrichtung (42) hat.

3. Einstellbarer Thermostat gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der zweiten Einstellvorrichtung (42) im wesentlichen keine Auswirkeng auf die positve Federgröße der Federvorrichtung (34) hat.

4. Einstellbarer Thermostat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (34) eine einzige Feder aufweist und daß sowohl die erste als auch die zweite Einstellvorrichtung (36, 42) die einzige Feder einstellt.

5. Einstellbarer Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (34) eine Blattfeder aufweist, deren eines Ende mit dem zentralen Teil der Schnappscheibe (31) zum Aufbringen einer Federkraft darauf wirksam verbunden ist, daß die erste Einstellvorrichtung (36) mit der Feder zwischen ihren Enden in Eingriff steht, daß die zweite Einstellvorrichtung (42) an dem anderen Ende (39) der Feder angreift, daß die erste Einstellvorrichtung (36) in Längsrichtung der Feder und die zweite Einstellvorrichtung (42) im wesentlichen in Richtung

der Normalen zur Feder einstellbar ist

6. Einstellbarer Thermostat nach Anspruch I, gekennzeichnet durch Schaltereinrichtungen (21) in dem Gehäuse (10) durch eine Scheibenträgerpfanne (3?) im Gehäuse, wobei die in der Pfanne angeordnete bimetallische Schnappscheibe im Verhältnis zu dem Gehäuse positioniert ist, und durch eine Betätigungseinrichtung (27), die die Schnappscheibe (31) und die Schaltereinrichtungen (21) wirksam verbindet und letztere in Abhängigkeit von der Bewegung der Schnappscheibe betätigt, wobei die Scheibenträgerpfanne (32) und das Gehäuse ineinandergreifend ausgebildete Oberflächen (58, 59) aufweisen, die so geformt sind, daß sie eine Einstellung der Bewegung der Schnappscheibe in Abhängigkeit von der relativen Bewegung zwischen der Trägerpfanne und dem Gehäuse bewirken, und durch Vorsprünge (58a), die die Trägerpfanne und das Gehäuse in der eingestellten Stellung festhalten.

7. Einstellbarer Thermostat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Bewegung eine relative Drehung um die zentrale Achse ist.

8. Einstellbarer Thermostat gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden Oberflächen (58, 59) symmetrisch um die genannte Achse angeordnete schräge Nockenflächen (57) aufweisen.