DE2600599A1

DE2600599A1 - Temperaturabhaengiges schaltgeraet

Info

Publication number: DE2600599A1
Application number: DE19762600599
Authority: DE
Inventors: Manfred Kurz; Roland Ing Grad Saur
Original assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Current assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Priority date: 1976-01-09
Filing date: 1976-01-09
Publication date: 1977-07-21
Also published as: FR2337931A1; GB1539979A; FR2337931B1; IT1065279B; DE2600599B2

Description

Behr-Thomson Dehnstoffregler GmbH. 7014 Kornwestheim,

Enzstr. 25

"Temperaturabhängiges Schaltgerät"

Die Erfindung betrifft ein temperaturabhängiges Schaltgerät, mit einem sich bei Erwärmung ausdehnenden Stoff in einem Gehäuse und einem mittels einer Membran verschiebbaren Übertragungsteil und ein mit einer Ringnut einen Randwulst der Membran aufnehmenden Verschließteil.

Temperaturabhängige Schaltgeräte, bei denen ein in einem Gehäuse sich bei Erwärmung ausdehnender Stoff/ ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein fester Stoff, z. B. Wachs, ein Übertragungsseil verschiebt und damit einen Schalter, ein Ventil oder ähnliche Elemente betätigt, sind bekannt. Mit derartigen temperaturabhängigen Schaltgeräten ist es möglich, bei einer genau definierten Temperatur eines das Schaltgerät umströmenden Fluids einen bestimmten Schaltoder Stellvorgang auszulösen.

Es besteht auch das Bedürfnis, einen einpoligen Einschalter vorzusehen, der bei einer bestimmten Temperatur geschlossen wird oder andererseits einen einpoligen Ausschalter, beispielsweise zur Abschaltung einer elektrischen Beheizung eines Vergasers oder dergleichen.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein temperaturabhängiges Schaltgerät der eingangs erläuterten Art derart auszubilden, daß es in einfacher, genau reproduzierbarer Art einen elektrischen Stromkreis unterbricht oder schließt, wobei die Schaltelemente in dem Schaltgerät integriert sein sollen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem temperaturabhängigen Schaltgerät der eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein einstückiges Gehäuse zur Aufnahme des temperaturabhängig sich ausdehnenden oder kontrahierenden Stoffes, des Verschließteiles, der Membran und des Übertragungsteils dient, daß am Gehäuse eine Kontaktsteckerplatte für mindestens einen elektrischen Kontaktstecker befestigt ist, daß der Verschließteil mindestens eine Ausnehmung zur Aufnahme eiraslsolierteiles aufweist und daß der Übertragungsteil mit einem elektrischen Kontaktelement in Wirkverbindung steht.

Die Erfindung läßt sich in mehreren Ausführungsformen vorteilhaft anwenden.

Gemäß einem ersten Aunführungsbeispiel der Erfindung sind zwei Kontaktstecker vorgesehen, die über den Verschlußteil etwa senkrecht zur Verschieberichtung des Übertragungsteiles weisende, etwa um 180 versetzte Kontaktteile aufweisen, daß als übertragungsteil ein von der Membran beaufschlagbarer Arbeitskolben vorgesehen ist und daß der Arbeitskolben mit einem die beiden Kontaktteile im Ruhezustand verbindenden, etwa U-förmigen Kontaktelement verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Art Annäherungsschalter, wobei die beiden Pole eines Schalters durch ein vom Arbeitskolben bewegtes Kontaktelement verbunden oder getrennt werden.

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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontakte schenkelartig und einstückig mit den Steckkontakten ausgebildet sind.

Um bei Abkühlen des sich bei Erwärmung ausdehnenden Stoffes eine zuverlässige Rückstellung zu erhalten, ist es vorteilhaft, eine sich einerseits gegen eine Ausnehmung in der Kontaktsteckerplatte und andererseits gegen Schenkel des U-förmigen Kontaktelementes sich abstützende Rückstellfeder für den Arbeitskolben vorzusehen.

In zweckmäßiger Weise trägt der Verschließteil in einer etwa kreisringförmigen Ausnehmung eine den Arbeitskolben umgebende Isolierschebe«

Nach einem weiteren Ausfuhrungsbexspxel· der Erfindung weist die Isolierscheibe mindestens eine, vorzugsweise zwei um etwa 180 versetzte, napfartige Ausnehmungen im Bereich des unteren Endes der Kontaktstecker auf und in diese bzw. diesen Ausnehmungen sind druckempfindliche Schaltelemente angeordnet, die vom Arbeitskolben über das ü-förmige Kontaktelement beaufschlagbar sind- Druckempfindliche Schaltelemente dieser Art sind bekannt, wobei das Schaltelement normalerweise nicht leitend ist, jedoch in. Abhängigkeit von einer Kompressionskraft leitend wird» Derartige Schaltelemente bestehen aus einem nicht leitenden elastomeren Material in das mehrere diskrete, elektrisch leitende Partikel eingebettet sind.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn als übertragungsteil eine isolierende Scheibe dient.

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Der Durchmesser des druckempfindlichen, elastisch deformierbaren Schaltelententes ist im von dem übertragungsteil unbeaufschlagten Zustand kleiner als der Innendurchmesser einer Durchgangsöffnung im Verschlußteil. Dadurch wird erreicht, daß bei Deformation des Schaltelementes aufgrund der Ausdehnung des wärmedehnfähigen Stoffes im Gehäuse ein Kontakt zwischen dem Verschließteil, dem Schaltelement und Kontaktsteckern hergestellt wird« Dazu ist es zweckmäßig, daß ein Kontaktstecker vorgesehen ist, mit einem abgewinkelten Kontaktfuß, der mit dem druckempfindlichen elastisch deformierbaren Schaltelement in Berührung steht.

In besonders zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse mit einem ein Steuerfluid führenden Rohr oder Rohrteil verbunden, derart, daß Rohrlängsachse und Ver-schieberichtung des übertragungselements etwa senkrecht aufeinander stehen. Das Schaltgerät ist somit im Mantel eines Flüssigkeitsrohres senkrecht zur Durchflußrichtung eingebaut.

Jn zweckmäßiger weiterer Gestaltung dieses Ausführungsbeispiels ist das Gehäuse mit der Rohrwandung einstückig ausgebildet.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellen. Dabei zeigtj

Fig. 1 in der linken und rechten Figurenhälfte je ein Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, teilweise geschnitten, und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit abgewandelter Gehäuseform.

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Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß ein erfindungs— gemäßes Schaltgerät aus einem einstückigen Gehäuse 1 besteht, das gegebenenfalls mit einem Außenschraubgewinde versehen sein kann. In einem Hohlraum 3 ist ein sich bei Erwärmung ausdehnender und bei Abkühlung kontrahierender Stoff 10 untergebracht. Der Hohlraum 3 ist durch eine elastische Membrane 5 abgedeckt, die ihrerseits durch einen Verschließteil 4 festgepreßt ist- Der Verschlußteil 4 weist eine Ringnut 6 auf, in die ein Randwulst 7 der Membrane eingreift. Mit Hilfe eines inneren Bördelrandes 29 wird der Verschließteil 4 und damit die Membrane 5 im Gehäuseinneren festgelegt. Am oberen Teil des Gehäuses 1 ist eine Kontaktsteckerplatte 8 mit mindestens einem elektrischen Kontaktstecker 9, vorzugsweise durch Umbördeln eines äußeren Bördelrandes 30, befestigt. Zwischen Kontaktsteckerplatte und innerem Bördelrand 29 ist als Dichtung ein O-Ring 28 vorgesehen.

Bei dem in Fig. 1 in der rechten Hälfte dargestellten Äusführungsbeispiel ist in einer öffnung des Verschließteiles ein Arbeitskolben 11 beweglich geführt, der von der Membrane 5 beaufschlagt wird. Das obere, vorzugsweise verjüngte Ende des Arbeitskolbens 11 steht in Verbindung mit einem elektrischen Kontaktelement 17, das etwa hutförmig ausgebildet ist und Schenkel 2 0' und 20^!Iaufweist. Das Verschließteil 4 weist eine obere Ausnehmung 13 auf, in die eine Isolierscheibe 14, von etwa kreisringförmiger Form eingesetzt ist. In der Kontaktplatte 8 ist ein Kontaktstecker befestigt, der an seinem unteren Teil in einen radial nach innen weisenden Kontaktteil 18 übergeht. In analoger Weise ist ein zweiter Kontaktstecker 9' vorgesehen, mit einem unteren (nicht dargestellten) Kontaktteil, der dem Kontaktteil 18'"um etwa 18 0 versetzt gegenüberliegt. Wenn das Steuerfluid eine Temperatur aufweist, die unterhalb der Auslösetemperatur des sich bei Erwärmung ausdehnenden Stoffes liegt, liegen die Schenkel 20¹ und 20'' des elektrischen

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Kontaktelements 17 auf den beiden Kontaktteilen 18 der Kontaktstecker 9' und 9''auf, wodurch der Schaltkreis geschlossen ist. Dehnt sich der Stoff10 aus, dann wird der Kolben 11 (in der Zeichnung) nach oben geschoben, nimmt den elektrischen Kontaktteil 17 mit, wodurch sich die Schenkel 20" und 20'' von den elektrischen Kontaktteilen 18 abheben und den Stromkreis unterbrechen. Um bei Abkühlung des Stoffes 10 und der damit verbundenen Kontraktion den Arbeitskolben 11 wieder sicher in seine Ausgangslage zu bringen, ist vorteilhafterweise eine Rückstellfeder 21 vorgesehen, die sich einerseits in einer Ausnehmung 19 der Kontaktsteckerplatte 8 und andererseits auf den Schenkeln 20' und 20'' des elektrischen Kontaktelementes 17 abstützt. Der Aufbau des Gehäuses 1 mit dem Stoff 10 in einem Hohlraum3bei dem in Fig. 1 in der linken Figurenhälfte dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist analog zu dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. In der Ausnehmung 13 des Verschließteiles 4 sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwei etwa um 180 versetzt angeordnete napfartige Ausnehmungen 22 in einer Isolierscheibe 15 angebracht. In diese napfartigen Ausnehmungen sind druckempfindliche, elastisch deformierbare Schaltelemente 23 eingesetzt. Die Kontaktstecker 9' drücken gegen die Oberfläche der Schaltelemente 23, wobei der Druck insbesondere bei der Montage durch das Umbördeln des Randes 30 erzeugt und sichergestellt wird. In einem Temperaturbereich unterhalb der Ausdehnungstemperatur des Stoffes 10 liegt das elektrische Kontaktelement 17, unter der Wirkung der Feder 21 ebenfalls mit Druck auf den deformierbaren Schaltelementen 23 auf. Durch diesen Kompressionsdruck wird das Schaltelement 23 leitend, so daß die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktstecker sichergestellt ist. Dehnt sich der Stoff 10 aus, dann-wird über den Kolben 11 das elektrische Kontaktelement 17 gegen die Wirkung der Feder 21 nach oben verschoben, so daß die De-

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formation des elektrischen Schaltelementes 23 verringert oder aufgehoben wird. Je nach der Kennlinie dieses Schaltelements 23 erfolgt dann sofort oder gleitend eine Unterbrechung der Leitfähigkeit.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel· entspricht im prinzipiellen Aufbau im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, wobei jedoch bei diesem Ausführungsbeispiei in einer Durchgangsöffnung 25 im Verschließteil· ein druckempfindliches, elastisch deformierbares Schaltelement 24 angeordnet ist. Dieses Schaltelement 24 liegt auf einer Übertragungsscheibe l·2, die ais übertragungsteil· wirkt/auf. In einer Ausnehmung 13 des Verschließteiles 4 ist wiederum eine Isolierscheibe i6 eingesetzt. Die Isoiierscheibe 16 ist kreisringförmig ausgebildet, wobei der innere Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 25 im Verschließteil 4. Andererseits ist der Außendurchmesser des druckempfindlichen Schaltelementes wiederum kleiner als der Innendurchmesser der Isoiierscheibe 16 und kleiner als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 25 im unbelasteten Zustand.

Dehnt sich der Stoff IQ bei entsprechender Erwärmung aus, dann wird über die Membrane 5 die Übertragungsscheibe 12 nach oben verschoben und übt eine Kompressionskraft auf das Schaltel·ement 24 aus. Ein in der Kontaktsteckerpiatte angebrachter Kontaktstecker 9'" weist einen unteren Kontaktfuß 26 auf, der etwa scheibenförmig ausgebiidet und rechtwinkiig abgebogen ist. Der Kontaktfuß 26 überdeckt ganz oder teiiweise die Öffnung in der kreisringförmigen Isolierscheibe Durch die Bewegung der übertragungsscheibe 12 wird das Schaltelement 24 zwischen übertragungsscheibe 12 und Kortaktfuß 26 komprimiert. Dabei erfolgt auch eine Deformation, derart, daß sich der Durchmesser des Schaltel·ementes 24 vergrößert,

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so daß es in ihrem entsprechenden Bereich die Durchgangsöffnung 25 ausfüllt und mit dem Verschließteil 4 eine elektrisch leitende Verbindung bildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kontaktstecker 9"' der eine Pol und das Gehäuse 1 der zweite Pol des ansich einpoligen Einschalters, über die Übertragungsscheibe 12 wird somit das Schaltelement 24 durch Pressung in axialer Richtung auch radial nach außen gepreßt/ wobei nach Anlegen des Schaltelementes 24 an dem Verschließteil 4 durch die weitere Verformung des Schaltelementes, die durch das Elastomer auf Distanz gehaltenen Metallteile des Sehaltelements untereinander in Berührung kommen, und so ein Strom vom Kontaktstecker 9"¹, der beispielsweise als Flachstecker ausgebildet ist, über das Schaltelement 24 des Verschließteils 4 zum Außengewinde 2 des Gehäuses 1 und somit zur Masse fließen kann.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt das elastisch deformierbare Schaltelement 24 selbst als Rückstellglied für die Übertragungsscheibe 12 bzw. die Membrane 5.

Eine große Genauigkeit des SchaltZeitpunktes in Abhängigkeit von der Temperatur läßt sich durch Justieren des Badens des Gehäuses 1 mit Hilfe einer Justierdelle 31 bewirken.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem linken Teil der Fig. 1, jedoch ist das Gehäuse 1 in einer Rohrwandung 32 eines Rohres 27 eingesetzt oder mit dieser Rohrwandung 32 einstückig ausgebildet. Das Rohr 27 dient als Leitung für ein Steuerfluid, dessen Temperatur das erfindungsgemäße temperaturabhängige Schaltgerät in der oben beschriebenen Weise steuert.

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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Weiterbildungen und Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/ oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen«

- Ansprüche

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Claims

1.J Temperaturabhängiges Schaltgerät, mit einem sich bei ^""""iirwarmung ausdehnenden Stoff in einem Gehäuse und einem mittels einer Membran verschiebbaren übertragungsteil und ein mit einer Ringnut einen Randwulst der Membran aufnehmenden Verschließteil, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstückiges Gehäuse zur Aufnahme des temperaturabhängig sich ausdehnenden oder kontrahierenden Stoffes (10), des Verschließteiles (4), der Membran (5) und des Übertragungsteils (11 bzw. 12) dient, daß am Gehäuse (1) eine Kontaktsteckerplatte (8) für mindestens einen elektrischen Kontaktstecker (9) befestigt ist, daß der Verschließteil (4) mindestens eine Ausnehmung (13) zur Aufnahme eines Isolierteiles (14 bzw. 15 bzw. 16) aufweist,und daß der übertragungsteil (11 bzw. 12) mit einem elektrischen Kontaktelement in Wirkverbindung steht.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kontaktstecker (9^f, 9¹¹) vorgesehen sind, die über dem Verschlußteil (4) etwa senkrecht zur Verschieberichtung des Übertragungsteils weisende, etwa um 180 versetzte .Kontaktteile (18) aufweisen, daß als übertragungsteil ein von der Membran (5) beaufschlagbarer Arbeitskolben (11) vorgesehen ist, und daß der Arbeitskolben (11) mit einem die beiden K.nntakt-tei3.e (18) im Ruhezustand verbindenden, etwa U-förmigen Kontaktelement (17) verbunden ist-

3. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktteile (18) schenkelartig und einstückig mit den Steckkontakten (9¹, 9¹¹) ausgebildet sind.

4. Schaltgerät nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine sich einerseits gegen eine Ausnehmung (19) in der Kontaktsteckerplatte (8) und andererseits gegen Schenkel (20¹, 20'') des U-förmigen Kontaktelementes (17) sich abstützende Rückstellfeder (21) für den Arbeitskolben (11).

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5. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließteil (4) in einer etwa kreisringförmigen Ausnehmung (13) eine den Arbeitskolben (11) umgebende Isolierscheibe (14 bzw. 15) trägt.

6. Schaltgerät nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierscheibe (15) mindestens eine, vorzugsweise zwei um etwa 180 versetzte, napfartige Ausnehmungen

(22) im Bereich des unteren Endes der Kontaktstecker (9*) aufweist, und daß in diese bzw. diesen Ausnehmungen (22) druckempfindliche Schaltelemente (23) angeordnet sind, das bzw. die vom Arbeitskoiben (11) über das U-förmige Kontaktelement (17) beaufschlagbar ist bzw. sind.

7. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Übertragungsteil eine isolierende Scheibe (12) dient und daß das elektrische Kontaktelement aus einem druckempfindlichen, elastisch deformierbaren Schaltelement (24) besteht.

8. Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet/ daß

des
der Durchmesser druckempfindlichen, elastisch deformierbaren Schaltelementes (24) im von dem übertragungsteil (12) unbeaufschlagten Zustand kleiner ist als der Innendurchmesser einer Durchgangsöffnung (25) im Verschlußteil (4).

9. Schaltgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

daß in einer kreisringförmigen Ausnehmung (13) des Verschließteiles (4) eine Isolierscheibe (16) angeordnet ist, und daß der Innendurchmesser der Isolierscheibe (16) kleiner als der Innendurchmesser der Durchgangsoffnung (25) im Verschlußteil (4), aber größer als der Außendurchmesser des druckempfindlichen elastisch deformierbaren Sehaltelernents (23) ist.

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10. Schaltelement nach Anspruch 7 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktstecker (9¹¹¹) vorgesehen ist, mit einem abgewinkelten Kontaktfuß (2ό), der mit dem druckempfindlichen elastisch deformierbaren Schaltelement (24)in B eruhrung s teht.

11. Schaltgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit einem ein Steuerfluid führenden Rohr (27) oder Rohrteil verbunden, ist, derart, daß Rohrlängsachse und Verschieberichtung des Übertragungselements etwa senkrecht aufexnanderstehen.

12. Schaltgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit der Rohrwandung (28) einstückig ausgebildet ist.

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