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Temperaturregler Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler, insbesondere
zur temperaturabhängigen Betätigung eines Schalters für einen elektrischen Stromkreis,
mit einem als temperaturabhängiges Steuerglied dienenden Bimetallelement.
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Ein bekannter Temperaturregler mit einem aus mehreren geschachtelten,
von einem Niet zusammengehaltenen, ringförmigen Isolierkörpern gebildeten Tragkörper
weist ein an einem Nietende einseitig befestigtes, als Bimetallstreifen ausgebildetes,
den Schaltvorgang bewirkendes Steuerglied auf, während am anderen Nietende eine
die Schaltvorrichtungtragende Konsole angeordnet ist. Allein schon eine derartige
Vielzahl von den Regler bildenden Einzelteilen muß naturgemäß dessen aus Material-
und Montagekosten resultierenden Gestehungskosten ungünstig beeinflussen. Verhältnismäßig
hohe Kosten verursacht auch der Bimetallstreifen in seiner bisherigen Aus führungs
for£n.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Einzelteile des Temperaturreglers,
insbesondere das Steuerglied zu verbilligen und nach Möglichkeit durch Zusammenfassung
mehrerer Einzelteile deren Zahl zu verringern sowie deren Montage zu vereinfachen
und somit ebenfalls zu verbilligen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Steuerglied
zu seiner Befestigung eine bei Temperaturänderung sich nach allen Richtungen hin
praktisch gleichmäßig ausdehnende metallische Halte zone sowie eine mit dieser fest
verbundene, bei Temperaturänderung in bevorzugter Richtung auslenkbare, höchstens
bis zur Befestigungsstelle der Halte zone reichende Bimetallzone aufweist.
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Da zumindest eine der Bimetallkomponenten einen höheren Gehalt an
bekanntlich teuerem Nickel aufweist, wird durch die Beschränkung des Bimetalls auf
die Bimetallzone, in der allein ja die vom Bimetall bewirkten Auslenkungen zu Regelvorgängen
genutzt werden, das Steuerglied verbilligt. Da ferner das Steuerglied im Bereich
seiner Haltezone bei Temperaturänderungen gegenüber seiner Befestigungsstelle ohnedies
keine Auslenkungen in einer bevorzugten Richtung hervorzurufen braucht und unter
Umständen nicht einmal hervorrufen darf, worauf später noch eingegangen wird, ist
eine bimetallische Ausbildung des Steuergliedes in diesem Bereich, wie dies bisher
häufig geschieht, eine überflüssige, wenn nicht sogar eine konstruktiv unerwünschte
Maßnahme. Dieser Mißstand ist bei dem erfindungsgemäßen Steuerglied vermieden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerglied
zungenartig ausgebildet und von einem LIetallband abgetrennt ist, das zumindest
zwei voneinander verschiedene, parallel verlaufende Bereiche aufweist, von denen
ein Bereich im wesentlichen aus einem sich bei
Temperaturänderungen
nach allen Richtungen hin praktisch gleichmäßig ausdehnenden Metall und der andere
Bereich aus zwei miteinander verbundenen, verschiedene Wäremeausdehnungskoeffizienten
aufweisenden Metallen besteht, wobei aus dem aus einem Metall bestehenden Bereich
die Halte zone und aus dem aus zwei Metallen zusammengesetzten Bereich die Bimetallzone
des Steuergliedes gebildet ist.
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Das Steuerglied gemäß der Erfindung weist nach einem weiteren Merkmal
an seiner der Haltezone gegenüberliegenden Seite eine an die Bimetallzone angrenzende,
bei Temperaturänderung sich nach allen Richtungen hin praktisch gleichmäßig ausdehnende
Betätigungszone auf, die mit einer Schaltvorrichtung zusammenwirkt.
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Die im wesentlichen homogene Materialbeschaffenheit der Betätigungszone,
die vorzugsweise die gleichen Werkstoffeigenschaften aufweisen kann, wie die Haltezone
des Steuergliedes, ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die mit einem Organ der
Schaltvorrichtung zusammenwirkende Betätigungszone lediglich die von der Bimetallzone
bewirkte Auslenkung in einer bevorzugten Richtung mitmachen soll, ohne aber dabei
selbst eine Formänderung in einer bevorzugten Richtung zu erfahren. Mit Hilfe der
formstabilen Betätigungszone kann das Organ der Schaltvorrichtung in hohem Maße
exakt geregelt werden.
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Mit Vorteil kann dies dadurch erreicht werden, daß das freie Ende
der Betätigungszone in spitzem Winkel gebogen ist und eine Schrägfläche aufweist,
die sich bei überschreiten einer bestimmten Temperatur in an
sich
bekannter Weise an eine Kante einer einerseits an der Schaltvorrichtung befestigten,
andererseits seitlich bewegbar auf einer Stützfläche aufliegenden, von einer Feder,
vorzugsweise von einer Zugfeder beaufschlagten Lasche anlegt und diese in einer
quer zur Auslenkrichtung des Steuergliedes verlaufenden Richtung derart verschiebt,
daß sie von der Stützfläche abgleitet und unter Einwirkung der Feder gegen ein Kontaktglied
der Schaltvorrichtung drückt und dessen Kontakt öffnet.
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Nach der Erfindung ist ferner beabsichtigt, das Steuerglied im Bereich
seiner Haltezone etwa T-förmig aus zu bilden. Es ist auch daran gedacht, die Enden
der T-förmig gestalteten Halte zone des Steuergliedes als Biegelaschen, Krampen,
Schränklappen oder dgl. auszubilden, mittelS derer das Steuerglied in seiner Gebrauchslage
an seiner Unterlage befestigbar ist.
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Es ist nach der Erfindung vorgesehen, das Steuerglied an einem vorzugsweise
aus Isolierstoff, beispielsweise aus Keramik oder Kunststoff, einstückig ausgebildeten
Tragkörper des Temperaturreglers zu befestigen. Dies geschieht vorzugsweise mit
Hilfe der am Steuerglied angeordneten Biegelaschen, die in am Tragkörper vorgesehene
Ausnehmungen eingreifen.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Schaltvorrichtung an einer am
Tragkörper des Temperaturreglers befestigten Traglasche anzuordnen. Die Traglasche
ihrerseits ist mit einer Steckvorrichtung versehen, mittels derer sie in einer am
Tragkörper ausgebildeten Durchbrechung befestigbar ist.
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Schließlich ist nach der Erfindung vorgesehen, daß der Tragkörper
zur Aufnahme der Schaltvorrichtung einen Kragarm aufweist, der mit dem Tragkörper
einstückig ausgebildet ist. Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie
an Hand der Zeichnung. Hierbei zeigen: Fig. 1 einen Temperaturregler gemäß der Erfindung
in Seitenansicht; Fig. 2 eine abgewandelte Form des erfindungsgemäßen Temperaturreglers
in Seitenansicht; Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Temperaturreglers gemäß
der Erfindung in Seitenansicht; Fig. 4 ein Steuerglied gemäß der Erfindung in Draufsicht
und in Seitenansicht; Fig. 5 eine abgewandelte Form des Steuergliedes gemäß der
Erfindung in Seitenansicht; wie sie z. B. durch Einlageplattierung hergestellt werden
kann; Fig. 6 eine weitere Aus führungs form des Steuergliedes gemäß der Erfindung
in Seitenansicht, wie sie z. B. durch aneinanderschweißen von Metallbändern herstellbar
ist, und Fig. 7 ein Stück eines Metallbandes, aus dem das Steuerglied gemäß der
Erfindung gefertigt werden kann, im Querschnitt und in Draufsicht.
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Gemäß Fig. 1 weist ein Temperaturregler 1, insbesondere zur temperaturabhängigen
Betätigung eines Schalters für einen elektrischen Stromkreis, einen aus Isolierstoffmaterial
vorzugsweise einstückig ausgebildeten Tragkörper 2 auf, an dem einseits ein den
den Regelvorgang bewirkendes Steuerglied 3 gemäß der Erfindung und anderseits eine
Traglasche 4 zur Aufnahme einer in der Zeichnung nur schematisch dargestellten Schaltvorrichtung
5 angeordnet ist.
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Der Tragkörper 2 weist einerseits Befestigungseinrichtungen, vorzugsweise
Ausnehmungen 6 auf, an denen das Steuerglied 3 mit Hilfe von entsprechend ausgebildeten
Befestigungsorganen 7 gehaltert ist. Andererseits ist der Tragkörper 2 bei den Ausführungsbeispielen
des Temperaturreglers 1 gemäß der Fig. 1 bis 3 mit als Durchbrechungen 8 ausgebildeten
Halteeinrichtungen versehen, an denen die mit einer Steckvorrichtung 9 versehene
Traglasche 4 und gegebenenfalls Zuleitungen oder dgl. befestigt sind.
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Gemäß Fig. 2 kann der Tragkörper 2 vorteilhafterweise auch derart
gestaltet sein, daß er sich an seinem zur Halterung der Traglasche 4 bestimmten
Ende einstückig in einem Kragarm 10 fortsetzt. Dieser ersetzt die Traglasche 4 und
trägt an deren Stelle die hier ebenfalls nur skizzenhaft angedeutete Schaltvorrichtung
5. Durch den Wegfall der Traglasche 4 reduziert sich die Anzahl der Einzelteile,
es ergibt sich eine Vereinfachung der Montage und damit eine Kosteneinsparung.
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Das in Fig. 4 dargestellte erfindungsgemäße Steuerglied 3 weist eine
im wesentlichen aus nur einem, bei Temperaturänderungen sich neutral verhaltenden,
das heißt, aus einem bei Temperaturänderungen sich nach allen Richtungen hin gleichmäßig
ausdehenden Metall bestehende Haltezone 11 sowie eine den eigentlichen Regelvorgang
beim Temperaturregler 1 bewirkende Bimetallzone 12 auf. Gegebenenfalls ist, wie
in den Fig. 5 und 6 gezeigt, an der der Håltezone 11 gegenüberliegenden Seite des
Steuergliedes 3 zusätzlich nocn eine Betatigungszone 13 vorgesehen, die, wie Haltezone
11, im wesentlichen nur aus einem, bei Temperaturänderungen sich neutral verhaltenden
Metall besteht.
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Die Haltezone 11 ist vorzugsweise T-förmig ausgebildet und weist an
ihren beiden quer verlaufenden T-Enden die eingangs erwähnten, vorzugsweise als
Biegelaschen, Krampen, Schränklappen od. dgl. ausgebildeten Befestigungsorgane 7
auf.
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Mit deren Hilfe kann das Steuerglied 3 in seiner Gebrauchslage vorzugsweise
selbst unmittelbar an seiner Unterlage, beispielsweise an den Ausnehmungen 6 des
Tragkörpers 2 form- und kraftschlüssig befestigt werden, ohne daß es hierzu eines
zusätzlichen Befestigungsmittels, wie Schraube, Niet od. dgl., bedarf. Die homogene
Materialbeschaffenheit des Steuergliedes 3 im Bereich seiner Haltezone 11, und damit
auch der Befestigungsorgane 7, gewährleistet auch bei Temperaturänderungen eine
betriebssichere Halterung, da ein ungewolltes Aufbiegen der Befestigungsorgane 7
nicht zu befürchten ist.-Dagegen kann das bisher übliche, auch in seinem Haltebereich
durchgehend aus Bimetallmaterial bestehende Steuerglied in dieser Weise nicht befestigt
werden, da aus Bimetall bestehende
Biegelaschen eine betriebssichere
Halterung des Steuergliedes, insbesondere bei Temperaturänderungen, nicht gewährleisten.
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Im Bereich seiner Bimetallzone 12 weist das Steuerglied 3 zumindest
zwei miteinander fest verbundene i'4etalle 14 und 15 auf, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten
derart voneinander verschieden sind, daß sich, wie in Fig. 4 dargestellt, in diesem
Bereich bei Temperaänderungen in einer bevorzugten Richtung, beispielsweise bei
Temperaturerhöhung in Richtung "x", ein einem gewünschten Schaltweg entsprechender
Ausschlag, beispielsweise bei Temperaturerhöhung ein Ausschlag "y", ergibt.
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Die Betätigungszone 13 kann gemäß Fig. 5 geradflächig an die Bimetallzone
12 anschließen, sie kann gemäß Fig. 6 auch eine dem jeweiligen Verwendungszweck
angepaßte gebogene, oder auch jede mögliche andere Form aufweisen.
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Beispielsweise ist in Fig. 3 eine an sich bekannte Ausführungsform
eines einen elektrischen Stromkreis schließenden bzw. öffnenden Temperaturreglers
dargestellt, der eine mit Hilfe einer bei überschreiten einer bestimmten Temperatur
den elektrischen Stromkreis automatisch unterbrechende Schaltvorrichtung 5 aufweist.
Hierzu ist das Steuerglied 3 gemäß der Erfindung im Bereich seiner Betätigungszone
13 in spitzem Winkel gebogen und weist eine Schrägfläche 16 auf, die sich bei Erreichen
der Übertemperatur an eine Kante 17 einer einerseits an der Schaltvorrichtung 5
befestigten,
andererseits seitlich bewegbar auf einer Stützfläche 18 des Temperaturreglers aufliegenden,
von einer Feder, vorzugsweise von einer Zugfeder 19 beaufschlagten Lasche 20 anlegt
und diese in einer quer zu Auslenkrichtung "x" des Steuergliedes 3 verlaufenden
Richtung "s" derart verschiebt, daß sie von der Stützfläche 18 abgleitet und unter
Einwirkung der Feder 19 gegen ein Kontaktglied 21 der Schaltvorrichtung 5 drückt
und dessen Kontakt 22 öffnet. Das Steuerglied 3 behält im Bereich seiner Betätigungszone
13 seine Form auch bei Temperaturänderungen bei, was insbesondere für ein reibungsloses
Zusammenwirken der Betätigungszone 13 mit der Schaltvorrichtung 5 von Bedeutung
sein kann.
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Das vorstehend erwähnte Steuerglied 3 kann gemäß Fig. 7 praktisch
abfalls und damit kostengünstig aus einem entsprechend gewalzten Metallband 23 herausgestanzt
werden. Den jeweiligen Erfordernissen angepaßt, ist dabei beispielsweise auf ein
Grundband 24 von einer der Gesamtlänge des Steuergliedes 3 entsprecnenden Breite
parallel zu diesem entlang eines seiner beiden Ränder ein Deckband 25. geringerer,
der Länge der Bimetallzone 12 des Steuergliedes 3 entsprechender Breite aufgewalzt.
Das Deckband 25 weist vorzugsweise infolge eines gegenüber dem Grundband 24 höheren
Nickelgehaltes einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten auf zienten auf als
das Grundband 24 und bildet somit im Bereich seiner überdeckung mit dem Grundband
24 einen senkrecnt zur Bandebene, bei Temperaturerhöhung beispielweise in Richtung
"z" auslenkbaren Bimetallstreifen 26 bzw. nach Abtrennung des Steuergliedes 3 dessen
Bimetallzone 12. Der vom Deckband 25 nicht überdeckte, freibleibende Streifen 27
des Grundhands 24 verhält sich dagegen bei Temperaturänderungen
neutral
und bildet nach Abtrennung des Steuergliedes 3 dessen Haltezone 11.
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Als Ausgangsmaterial für das Steuerglied 3 können gegebenenfalls auch
DIetallbänder mit mehr als zwei miteinander verwalzten oder möglicherweise miteinander
verklebten Bändern verwendet werden, insbesondere dann, wenn das der Halte zone
11 gegenüberliegende Ende des Steuergliedes 3 ebenfalls eine aus nur einem metall
bestehende, sich bei Temperaturänderungen neutral verhaltende Betätigungszone 13
aufweisen soll.
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Das aus einem Metallband 23 der beschriebenen Art hergestellte temperaturabnängige
Steuerglied 3 kann in verschiedenen, bei Temperaturänderungen einen Regelvorgang
auslösenden Aggregaten eingesetzt werden, insbesodere bei Temperaturanzeigegeräten,
Zeitrelais mit beheiztem Bimetall, Temperaturbegrenzern, Temperaturwächtern, Brandmeldevorrichtungen,
Feuerloschautomaten, elektrischen Uberlastschaltern od. dgl.