DE2354205A1

DE2354205A1 - Elektrischer temperaturschalter

Info

Publication number: DE2354205A1
Application number: DE19732354205
Authority: DE
Inventors: Heinrich Josef Brungsberg; Hildegard Jensch; Wilfried Schultz; Joachim Thorwest
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1973-10-30
Filing date: 1973-10-30
Publication date: 1975-05-15

Description

Mp-Nr. 877/75 -29. Okt. I975

Elektrischer Tenroeratürschalter

Die Erfindung betrifft einen- elektrischen Temperaturschalter mit einem thermischen Ausdehnungsglied, durch dessen thermische Ausdehnung ein Kontaktsystem unmittelbar mittels eines Übertragungsstiftes angesteuert wird.

Bei einem Temperaturschalter dieser Art dient als thermisches Ausdehnungsglied ein aus Temperaturfühler, Kapillarrohr und Druckdose bestehendes, hydraulisches System (DT-PS 1 279 16"9). Den hydraulischen Ausdehnungsgliedern haftet der Mangel an, daß die Temp eratu^gl ei chugrelativ langsam erfolgt, so daß sich dadurch bedingt eine zeitver_;'zögerfce .Reaktion des Schalters ergibt. Hierdurch, treten größere Schwankungen um den Sollwert der eingestellten Temperatur auf. Weitere Nachteile bei den hydraulischen Systemen sind eine relativ kostspielige Fabrikation, die Gefahr eines Undichtwerdens im Gebrauch und Deformation der Druckdose bei Übertemperatur.

Dagegen besitzen TempEraturschalter mit einem als Dehnstabfühler ausgebildeten thermischen Ausdehnungsglied gegenüber denen mit hydraulischen Systemen-eine Beihe von Vorteilen. Diese bestehen im wesentlichen darin, daß^ihr Reaktionsvermögen in bezug auf die Temperaturangleichung äußerst schnell ist, wodurch das Toleranzfeld um den eingestellten Temperatursollwert äußerst klein ist.

509820/002 9

Mp-Nr. 877/73 " 29. Okt. 1973

Ein Mangel bei den Temperaturschaltern mit Dehnstabfühler besteht jedoch darin, daß die Ausdehnungskomponente des Dehnstabes überaus gering ist, und dadurch zur Erzielung einer zur Auslösung eines SchaltVorganges ausreichenden Ausdehnung ein relativ langer Dehnstab notwendig ist, der zusätzlich zur Vergrößerung des Arbeitshubes noch ein besonderes ^ebelsystem zwischen dem Ausdehnungsglied und dem anzusteuernden Kontaktsystem erforderlich macht (DT-OS 2 027 702). Der Temperaturschalter mit Dehnstabfühler ist daher in seinem Aufbau relativaufwendig. Außerdem ist sein Anwendungsbereich dadurch begrenzt, daß der Dehnst.abfühler in gestreckter Bauweise ausgeführt ist. Die Einsafczmöglichkeit "eines solchen Temperaturschalters mit Dehnstabfühler ist hierduHii begrenzt. So ist es z.B. erforderlich, bei Flüssigkeitsbehältern mit einer das Medium erwärmenden Heizspirale am Behälterboden den Temperaturschalter mit Pennstabtemperaturfühler an der Seiten-· wand des Behälterbodens zu befestigen, um den Temperaturfühler im Bereich der Heizspirale anordnen zu können. Dies erfordert jedoch, daß eine den Behälter umschließende Außenwandung· unter Berücksichtigung der Größe des Temperaturschalters in größerem Abstand von der Seitenwand des Behälters angebracht sein muß. In der Regel ist der Bauraum unterhalb eines Behälters jedoch nicht so begrenzt, so daß zur Verkleinerung der Gehäusegrundfläche sich die Anordnung eines Temperatursehalters unter dem Boden des Behälters anbietet. ßies würde jedoch eine Abwinkelung des Temperaturfühlers er-

forderlich machen, um diesen im Bereich der Heizspirale anordnen zu können.

Um die Vorteile eines Temperaturschalters mit Dehnstabfühler ausnützen zu können, wurde daher vorgeschlagen den Temperaturfühler an seinem mit dem Schaltergehäuse verbundenen Ende abzuwinkein und den Dehnstab lediglich im gestreckten Bereich des Temperaturfühlers anzuordnen, während in dem gekrümmten Bereich Kugeln vorgesehen sind, die über .einen Ansteuerstift die Ausdehnungen des Stabfühlers auf das Kontaktsystem über-

509820/0029

- 3 Mp-Nr. 877/75 · ²9·Okt. 1973

tragen (Patentanmeldung P 22 24 195.'8). Durch die besondere Anordnung von Kugeln erfährt der Dehnst abtemperaturfühi_er> jedoch in seiner. Herstellung eine weitere Verteuerung. Außerdem erfolgen durch die Krümmung des Fühlerrohres am inneren Biegeradius Stauchungen, die eine Veränderung der Oberfläche bewirken, wodurch zusätzliche .Reibungsmomente für die Kugeln auftreten können. _; ' "

Aufgabe der Erfindung ist es, .den Temperaturschalter der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß das thermische Ausdehnungsglied äußerst preisgünstig herstell- . bar ist und seine Ausführung für vielseitige Anwendungsfälle " äußerst variabel gestaltet werden karth.. Dabei soll die Montage des thermischen Ausdehnungsgliedes äußerst einfach sein und eine genaue Dosierung des Ansteuermediums ermöglicht werden. "

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß als thermisches Ausdehnungsglied ein Fühlerrohr mit einem unter der Rückstellkraft einer Feder stehenden, kaltvernetzten Silikon-Kautschuk als Dehnstoffelement vorgesehen ist.

Nach weiterer Ausgestaltung ist ein Silikon-Kautschuk mit einer Tei

gesehen.

einer Temperaturbeständigkeit ■*· - bis mindestens 200° G vor-

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Fühlerrohr in seinem das Silikon-Kautschuk-Dehnstoffelemnt enthaltenden Längenbereich gebogen oder abgewinkelt ist.

Weiterhin ist das beidendig offene Fühlerrohr mit seinem einen Ende an einem Gehäuse des Tomperaturschalters befestigt und an seinem anderen Ende durch eine den Temperatur-Arbeitsbereich einstellende Justierschraube verschlossen. ' -

- - K ■-■■
\ SO9 8 20/0G2 9

Mp-Nr. 887/73 29. Okt.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß beidendig des Silikon-Kautschuk-Dehnst off element es ein Druckst üc Ic vorgesehen ist, wovon das eine mit der Justierschraube zusammenwirkt und das andere von der am Gehäuse abgestützten Rückstellfeder druckbeaufschlagt ist.

Dabei sind die Druckstücke gleichförmig ausgebildet mit beidendig gleichen-kegelförmigen Aufnahmen versehen, zur Aufnahme der Enden des Silikon-Kautschuk-Dehnstoffelement es und zur Lagerung der Justierschraube bzw." des Übertragungs stift es.

Weiterhin sind die Druckstücke in dem Fühlerrohr mit Gleitsitz angeordnet.

Schließlich wirkt das thermische Ausdehnungsglied über eine Schaltbrücke auf ein Kontakt system mit mehreren Schaltbahnen ein.

Der Temperaturschalter nach der Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt in vergrößertem Maßstab

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Schalter und das thermische Ausdehnungsglied in abgebogener Ausführung,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein thermisches Ausdehnungsglied in gestreckter Ausführung,

Fig. 3 einen Teilschnitt einer anderen Ausführungsart der Verbindung des thermischen Ausdehungsgliedes mit dem Schaltergehäuse und

Fig.-4 eine Draufsicht auf den Kontaktträger mit dem Kontaktsystem des Temperaturschalters in natürlicher Größe.

50 9 8 20/00 29

_ 5 Mp-Nr. 377/73 . 29- Okt. 1973

Der Temperaturschalter. besitzt auf einem aus Isolierstoff gebildeten Kontaktträger 1 ein aus einer oder mehreren Schaltbahnen bestehendes Kontakt system 2. Dieses Kontaktsystem 2 wird durch ein haubenförmiges Gehäuse > abgedeckt, das am Kontaktträger 1 befestigt ist. Im Boden des Gehäuses 3 ist ein Fühlerrohr 4 befestigt, welches als thermisches. Ausdehnungselement einen Silikon-Kautschuk als 'Dehnstoffelement 5 aufnimmt. Es findet bevorzugt ein Silikon-Kautschuk-mit "eine." Temperaturbeständigkeit bis mindestens 200 C Anwendung. Zu beiden Enden des Silikon-Kautschuk-Dehnstoffelements 5 ist ein gleichförmig ausgebildetes Druckstück 6 vorgesehen, deren Enden mit gleichen kegelförmigen Aufnahmen versehen sind, in welchen die jeweiligen Enden des Silikon-Kautschuk-Dehnstoff element es 5 liegen und die andererseits zur sicheren ^: Lagerung einer das freie Ende des Fühl er rohr? es 4 verschließenden Justierschraube 7 bzw. eines das andere freie Ende überragenden Übertragungsstiftes 9 dienen. Die Druckstücke β sind in dem Fühlerrohr 4 mit Gleitsitz ..angeordnet,■so daß zwischen den äußeren Mantel der Druckstücke β und die innere Fühlerwandung kein Kautschuk-Material eindringen kann.

Das vorgesehene SiIikon-Kautschuk-Material für das' Dehnstoffelement 5 kanri in flüssiger Form in genau abgewogener Dosierung in das Fühlerrohr 4 eingefüllt werden, wobei zuvor ein Druckstück 6 an der einen Seite des Fühlerrohres 4 eingesetzt sein kann. Unmittelbar nach dem Einfüllen des Silikon-Kautschuks kann das Druckstück 6 an der anderen Seite des

Fühlerrohres 4 eingeführt und, di-.s' System durch die Justierschraube 7 verschlossen werden, da die Aushärtung des Kautschuk-Materials ohne Bildung von Spaltprodukten erfolgt. Es ist jedoch andererseits möglich, das Silikon-Kautschuk-Material in Stangen- oder Schnürenform zu verwenden, und dieses in genau dosierter Länge abzukürzen und-in das Fühlerrohr 4 einzubringen. Erforderlichenfalls können dabei die Kanten der Schnittflächen leicht abgerundet werden. .·

. ... - 6■ -■ ' ":'"-.·' · ^0 9820/0029^^" ■;■■"'-■"-

Mp-Nr. 877/73 29. Okt. 1973

Nach der erfolgten Montage und Einstellung auf den gewünschten Schalttemperaturbereich durch die Justierschraube 7 wird diese mit Gießharz o. dgl. 8 festgelegt. ·

Nach der Dar stellung in den Fig. 1 und 2' ist das eine Ende des Fühlerrohres 4 in einem Stutzen 11 des Schaltergehäuses befestigt. Dieses kann durch einfaches Einstecken und Verkleben oder durch Einschrauben mittels angeformter Gewinde und· ggf. nachträglichen Verkteens erfolgen. An der Innenseite des Gehäusebodens ist eine Platte 12 angeschv/eißt, auf der sich eine Druckfeder 10, die eine Rückstellkraft auf das Dehnstoffelement 5 ausübt, abstützt. Der Übertragungsstift 9 durchdringt dabei die Druckfeder 10. Gemäß der Darstellung nach EAg. 3 kann der an dem Gehäuseboden angeschweißten Platte der Stutzen 11 zur Aufnahme des Fühlerrohres 4 materialeinheitlich angeformt sein.

Das Fühlerrohr K kann in gestreckter Ausführung Verwendung finden, es kann auch in seinem den- Silikonkautschuk enthaltenden Längenbereich in jeden beliebigen Winkel gebogen oder abgewinkelt sein. Da bei der Unterbringung des Silikon-Kautschuks in einem einseitig offenen System durch die besondere Eigenschaft des Silikon-Kautschuks, kubische Ausdehnung in Längenausdehung ohne Änderung seiner am System anliegenden Oberfläche umzusetzen, treten keinerlei Reibungsmomente zwischen dem Dehnstoffelement 5 und dem PUhlerrohr 4 auf. Aufgrund des großen Ausdehnungskoeffizienten des Silikon-Kautschuks kann die Länge des Fühlers relativ kurz sein und außerdem kann eine unmittelbare Ansteuerung des Kontakt syst eins 2 erfolgen. Dabei kann das.Kontaktsyäbem 2 aus nur einer, in bevorzugter Weise jedoch aus mehreren, wie in dem Beispiel vier, Schaltbahnen bestehen, die durch eine gemeinsame Ansteuerbrücke 13 betätigt werden.

- 7 -509820/0029

Claims

Mp-Mr. 877/73 · 29. Okt. 1973

Pat e η ta ns ρ r ü c h e :

Elektrischer Temperaturschalter mit einem thermischen Ausdehungsglied, durch dessen thermische Ausdehnuns ein Kontaktsystem unmittelbar mittels eines Übertragungs-. Stiftes angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß al·? thermisches Ausdehnungsglied ein Fühlerrohr (4) mit einem unter der Rückstellkraft einer Feder (10) stehenden kaltvernetzten Silikon-Kautschuk als Dehnstoffelement (b>) vorgesehen ist.
2.)· Elektrischer Temperaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silikon-Kautschuk mit einer Temperaturbestätigung bis mindestens 200° C vorgesehen ist.
3.) Elektrischer Temperaturschalter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerrohr (4) in seinem das Silikqn-Kautschuk-Dehnstoffelement (5) enthaltenden Längenbereich gebogen oder abgewinkelt ist.
4.) Elektrischer-Temperaturs.chalter nach den Ansprüchen 1, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das beidendig offene Fühlerrohr (4) mit seinem einen Ende an einem Gehäuse (3) des Temperaturschalters befestigt und an seinem anderen Ende durch eine den Temperatur-Arbeitsbereich einstellende Justierschraube (7) verschlossen ist.
5.) Elektrischer Temperaturschalter nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß beidendig des Silikon-Kautschuk-Dehnstoffelements (5) ein Druckstück . (6) vorgesehen ist, wovon das eine mit der Justierschraube (7) zusammenwirkt und das andere von der am Gehäuse (3) abgestützten Rückstellfeder (10) druckbeauftragt ist.

509820/0029 .

- 8 Mp-Nr. 877/75 29. Okt. 1975
6.) Elektrischer Temperaturschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (6) gleichförmig ausgebildet mit beidendig gleichen kegelf-örmig-.en Aufnahmen versehen sind, zur Aufnahme der Enden des Silikon-Kautschuk-Dehnstoffelementes (5)" und zur Lagerung der Justierschraube (7) bzw. des Übertragungs-Stiftes (9).■ -
7.) Elektrischer Temperaturschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (6) in dem Fühlerrohr (4) mit Gleitsitζ angeordnet sind.
8.) Elektrischer Temperaturschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche Ibis 7* dadurch gekennzeichnet, daß das thermische Ausdehnungsglied über eine Schaltbrücke (lj5) auf ein Kontaktsystem (2) mit mehreren Schaltbahnen wirkt. _

509820/0 029