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Temperaturobhängigos Scholtgeret"
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(2. Zusatz zu DBP ........ P 26 00 599.2) Die Erfindung betrifft ein
temperaturabhdngiges Schaltgerut, mit einem sich bei Erwdrmung ausdehnenden Stoff
in einem Gehäuse und einem mittels einer rlembron verschiebbaren Ubertragungsteil
und ein mit einer Ringnut einen Randwulst der Membran aufnehmenden Verschließteil,
wobei ein einstückiges Gehäuse zur Aufnahme des temperaturabhängig sich ausdehnenden
oder kontrohierenden Stoffes, des Verschließteiles, der Membran und des Ubertragungsteils
dient.
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Bei einem temperaturabhdngigen Scholtelement dieser Art wird nach
dem Hauptpatent DBP ... (P 26 00 599.2) vorgeschlagen, daß am Gehäuse eine Kontaktsteckerplatte
fUr mindestens einen elektrischen Kontaktstecker befestigt ist, der Verschließteil
mindestens eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Isolierteiles auf~ weist und der Übertragungsteil
mit einem elektrischen Kontaktelement in Verbindung steht.
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Mit einem derartigen temperoturabhängigen Schaltgerdt konn in einfacher,
genau reproduzierbarer Art ein elektrischer Stromkreis unterbrochen werden, wobei
die Schaltelemente in dem Schaltgerät integriert sind.
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Oft besteht ein BedUrfnis, Scholtvorgonge bei zwei Temperaturgrenzwerten
auszulösen bzw. einen Zweistufen-Tempeotur-Schalter zu verwenden. Es ist beispielsweise
bekannt, in Kraftfahrzeugen bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur des
KUhlmittels eine Warnlampe zu betätigern, Andererseits ist es auch bekannt, die
Temperatur eines Kühlmittels anolog, d.h. kontinuierlich anzuzeigen. Dies konn jedoch
zu Fehldeutungen beim Ablesen fUhran.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das temperaturobhängige
Schaltgerät nach dem Hauptpatent DBP .... (P 26 00 599.2) so weiterzubilden, daß
in einfacher Weise ein kombinierter Zweistufen-Temperatur-Schalter gebildet ist,
der zur unabhängigen Ein- bzw. Ausschaltung zweier oder mehrerer Stromkreise in
Abhangigkeit von einer Minimal- und einer Maximal-Temperatur verwendbar ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem temperaturabhtlngigen Schaltgerat der
eingongs eritluterten Art nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß
mindestens ein Kaltleiter-Schaltelement fUr einen oder mehrere weitere Stromkreise
vorgesehen ist.
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Es wurde bereits vorgeschlagen (P 27 33 055.6) bei einem Zweistufen-Temperatur-Schalter
als Schaltelement für den zweiten Stromkreis
ein weiteres druckempfindliches
Schaltglied zu verwenden.
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Die vorliegenda Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Kaltleiter-Widerstände
im kalten Zustand stromleitend sind und daß die bei Stromleitung entstehende Eigenerwärmung
vernachlässigt werden kann, wenn die dabei angeschlossene Last entsprechend niedrig
dimensioniert ist und daß andererseits durch entsprechend dimensionierte Wärmeableitungsflächen
entstehende Eigenerwärmung auch an die Umgebung abgefUhrt werden kann.
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Bei einem erfindungsgemdßen Schaltgerät fließt bis zum Erreichen einer
bestimmten, durch dasFUhlerteil des Schaltgerätes aufzunehmenden Temperatur über
den Kaltleiter-Widerstand an dem angeschlossenen Kontakt ein Strom. Wird infolge
des F0hlertemperatureinflusses die dem Kaltleiter vorgegebene Sperrtemperatur Uberschritten,
so steigt der Innenwiderstand so stark an, daß keine Stromleitung mehr stattfindet.
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Wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Schaltgerätes liegen im
geringeren Aufwand hinsichtlich Justierens, Montage der Einzelteile sowie bei der
Einhaltung der entsprechenden Fertigungstoleranzen.
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Gemaß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn
zwei Kontaktstecker vorgesehen sinadie Uber dem Verschlußteil etwa senkrecht zur
Verschieberichtung des Übertragungsteils weisende Kontaktteile aufweisen, daß als
Ubertragungsteil eine isolierende
Scheibe dient und daß das elektrische
Kontaktelement aus einem druckempfindlichen, elastisch deformierbaren Schaltelement
besteht.
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Das erfindungsgemdß vorgesehene Kaltleiter-Schaltelement kann an einer
beliebigen inneren oder äußeren Stelle des Schaltgerätes angeordnet sein. Bevorzugt
ist das Kaltleiter-Schaltelement jedoch innerhalb des einstückigen Gehäuses angeordnet.
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GemEtß einem besonders vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiel ist das Koltleiter-Schaltelement
zwischen Verschließteil und Kontaktsteckerplatte vorgsehen. Dabei ist es vorteilhaft,
wenn das Kaltleiter-Schaltelement auf dem Verschließteil aufliegt. Eine einfache
Montage ergibt sich, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, das Kaltleiter-Schalteleent
als Kreisring ausgebildet ist. Dabei ist es ferner vorteilhaft, wenn zwischen kreisring~
förmigen Kaltleiter-Schaltelement und einem Stecker in der Kontaktsteckerplatte
ein mit fingerartigen, auf dem Kaltleiter-Scholt element aufliegenden Federn versehener
Kontaktring vorgesehen ist.
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Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel sind der oder die Kaltleiter-Schaltelemente
scheibenförmig ausgebildet und auf bzw. im Verschließteil, vorzugsweise in entsprechenderAusnehmung,
gelagert.
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Bei dem letztgenannten Ausfuhrungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn
ein mit fingerartigen Federn versehener, die scheibenförmigen Kaltleiter-Schaltelemente
mit einem Stecker in der Kontoktsteckerplatte verbindender, Kontaktring verwendet
wird.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung
näher erläutert, die schematisch zwei AusfUhrungsbeispiele dorstellt. Dabei zeigt:
Fig.1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem kreisringförmigen Kaltleiter-Scholtelement
und Fig. 2ein zweites Ausführungsbeispiel mit scheibenförmigen Kaltleiter-Schaltelementen.
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Bei den derg2stellten Ausiührungsbeispislen ist in einem Hohlraum
3 eines Gehäuses 1, das ggf. mit einem Außengewinde 2 versehen sein kann, ein sich
bei Erwdrmung ousdehnender und bei Abkühlung kontrahierender StofF 10 untorgebrazht.
Der Hohlraum 3 ist durch eine elastische Membrane 5 abgedeckt, die ihrerseits durch
einen Verschließteil 4 festgepreßt ist. Der Verschließteil 4 weist eine Ringnut
6 auf, in die ein Randwulst 7 der Membrane 5 eingreift. Mit Hilfe eines inneren
Bördelrandes 29 wird der Verschließteil 4 und damit die Membrune 5 im Gehäuseinneren
festgelegt. Am oberen Tell des Gehäuses 1 ist eine Kontaktsteckerplatte 8 mit zwei
elektrischen Kontaktsteckern 9', 9'', vorzugsweise durch Umbördeln eines äußeren
Bördelrandes 30, befestigt. Zwischen Kontaktsteckerplatte 8 und innerem Bördelrand
29 ist als Dichtung ein 0ring 28 vorgesehen.
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Durch eine öffnung 25 im Verschließteil 4 ist ein Übertrogungsteil
beweglich geführt, das von der Membrane 5 beaufschlagt wird. Das Übertragungsteil
besteht mem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Ubertragungsscheibe 12,
auf der ein druckempfindliches Schaltelement 24 aufliegt, bzw. befestigt ist.
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Das Vrschließteil 4 weist eine obere Ausnehmung 13 auf, in der eine
Isolierscheibe 14 von etwa kreisringförmiger Form eingesetzt ist.
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Das druckempfindliche Schaltelement 24 ist elastisch deformierbar.
Bei einem bestimmten Kompressionsdruck wird dos Scholtelement 24 leitend. Derartige
druckempfindliche Schaltelemente sind on sich bekonnt. In der linken Hölfte der
Fig. 1 ist das Schaltelement 24, unter dem Druck, der von der Membrane 5 beaufschlagten
Ubertrogungsscheibe 12 elastisch gestaucht dargestellt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist erfindungsgemäß ein Koltleiter-Scholtelement
42 vorgesehen, welches kreisringförmig ausgebildet und auf dem Verschließteil 4
angeordnet ist. Zwischen unterer Eodenfldche der Kontaktsteckerplatte 8 und dem
Kaltleiter-Schaltelement 42 ist ein, ebenfalls kreisringförmiger Kontoktring 43
vorgesehen, mit Federzungen 44, die auf dem Kaltleiter-Schaltelement 42 au fliegen.
Die Federzunaen dienen zur Befestigung und zum Toleranzausgleich fUr dos 'soltleiter-Scaltelemnt
und andererseits zur Stromleitung.
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8ei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist anstelle
eines kreisringartigen Kaltleiter-Scholtelementes 42 mindestens ein scheibenartiges
Kaltleiter-Schaltelement 45 vorgesehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind
zwei derartige scheibenförmige Kaltleiter-Schaltelemente 45 nicht geschnitten dargestellt.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein kreisringförmiger Kontaktring
47 vorgesehen, der mit Federn 46 auf den einzelnen scheibenförmigen Kaltleitern
45 aufliegt. Der Ubrige Aufbau des Ausfuhrungsbeispieles nach Fig. 2 entspricht
dem des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1.
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Die beiden Kontoktstec'xer 9' und 9" sind mit 1(ontaktfUßen 18 bzw.
34 versehen, die etwa rechtwinklig zur Längsachse des Geräts abgewinkelt sind. Dabei
ist die Ausbildung derart getroFfen, daß der Kontaktfuß 34 des Kontaktsteckers 9'
mit dem druckempfindlichen Schaltalement 24 in Berührung kommt, wenn sich der wurmedehnfähige
Stoff 10 bei entsprechender Tempereturerhöhung des Geräts ausdehnt und das Ubertragungsteil
(in der Zeichnung) nach oben schiebt. Andererseits steht dar Kontaktteil 18 des
Kontaktsteckers 9'' in elektrischen leitendem Kontakt mit dem Kontaktring 43 bzw.
47.
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Mit dem erfindungsgemiß ausgebildeten SchaLtgerät können zwei Scholtkreise
betätigt werden, die jeweils einseitig gegen Masse anliegen. Wenn ein das Schaltgardt
umgsberxs Fluid, beispielsweise das Kühlmittel in einem KUhlkislauf einer Brennkraftmaschine,
seine Arbeitstemperatur noch nicht erreicht hot, befindet sich das Ubertragun gteil,
bestehend aus Ubertragungsscheibe 12 und druckempfindlichem Schaltelement 24 in
der in der Zeichnung dargestellten unteren Stellung. Der Stromfluß wird dabei Uber
den Kontaktstecker 9", der mit seinem Kontoktteil 18 bis zum Kaltleiter-Schaltelement
42 bzw. 45 reicht, Uber diesen und dos Verschließteil 4 sowie das Gehäuse 1 an Masse
geleitet.
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Nimmt die Temperatur des Fluids zu, so erwärmt sich auch das Gehause
1 und dementsprechend auch das Kaltleiter-Schaltelement.
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Wird die jeweils vorgegebene Sperrtemperatur Uberschritten, so wird
durch Ansteigen des Innenwiderstands des Kalt leiters die Stromleitung unterbrochen.
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Durch diese Unterbrechung des Stromkreises kann beispielsweise eine
angeschlossene Signallampe zum Löschen gebracht werden, wodurch beispielsweise dem
Fahrer des Fahrzeuges angezeigt wird, daß das Kühlmittel die Betriebstemperatur
erreicht hat.
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Steigt die Temperatur des umgebenden Fluids weiter an, denn dehnt
sich der temperoturobhdngige Stoff 10 noch weiter aus, so d3 schließlich durch die
Membrone 5 ds druckempfindlishe Schaltelenent 24 in eine obere Stellung verschoben
wird, bis dieses am Kontakt fuß 34 des Kontaktsteckers 9' anliegt. Nunmehr wird
ein Stromkreis zwischen Kontoktstecker 9', Kontoktfuß 34, elastisch deformiertem
und zumindest teilweise am Verschließteil 4 leitend anliegendem druckempfindlichem
Schaltelemente 24, Übertragungsscheibe 12 und Gehäuss 1 gegen Masse geschlossen.
Eei der erfindungsgem5Sen Verwendung des tempercturabhdnyigen Scoltelements zur
Anzeige des Betriebszustandes des KUhlmittelkreislaufes in Kraftfahrzeugen wird
nunmehr eine Warnlampe bettitigt, die dem Fahrer an-eigt, daß eine Störung vorliegt,
durch die die Temperatur des Kühlmittels unzulässig hoch geworden ist. Anstelle
des optischen Signals kann auch ein akustisches Signol oder sowohl ein optisches
als auch ein akustisches Signal betätigt werden, Kühlt sich das umgebende Fluid,
beispielsweise Kühlwasser, wieder ab, dann kontrahiert der temperaturabhöngige Stoff
10, das durchempfindliche Schaltelement 24 expcndiert in Achsrichtung unddrUckt
die Membran 5 nach unten. Dadurch wird der elektrische Kontakt zwischen dem druckempfindlichen
Schaltelement 24 und dem Kontaktfuß 34 des Kontaktstsckers 9' unterbrochen.
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Kaltleiter in der dargestellten Art sind als sog. PTC-Widerstande
bekannt.
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Bei der erfindungsgemäßen Anordnung des oder der Kaltleiter-Schaltelemente
42 bzw. 45 am Verschließteil 4 steht eine entsprechend große wörmeabführende Fläche
fUr die Eigenerwurmung des Kaltleiters günstig durch das vollfluchige Aufliegen
zur Verfugung.
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Die Erfindung ist nicht auF dis dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, Anstelle der tiembrane 5 und der Ubertrogungsteile 12 bzw. 24 kann auch
ein in den Hohlraum 3 eindringender, und mit einem Membran Uberzogener, Arbeitskolben
Verwendung rinden, der bei Ausdehnung des wärmedehnenden Stoffes 10 die Teile 12
und 24 nach oben verschiebt.
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Ferner kann dos oder die Kaltleiter-Schaltelemente auch an anderen
Stellen des Gehäuses 1 angeordnet sein, beispilsweise im Boden.
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In diesem Fall ist eine entsprechende Isolierscheibe vorzusehen sowie
ein Stromanschluß für das Kaltleiter-Schaltelement, währsnd der zweite Anschluß
direkt über das Gehäuse 1 an Masse liegen kann.
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Die Erfindung umfaßt dauer auch alle fachmännischen Weiterbildungen
und Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten
Merkmale und Maßnahmen.
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