DE2749615C2

DE2749615C2 - Von der umgebenden Temperatur abhängiges elektrisches Schaltgerät

Info

Publication number: DE2749615C2
Application number: DE19772749615
Authority: DE
Inventors: Manfred 7257 Ditzingen Kurz; Roland Ing.(Grad.) 7000 Stuttgart Saur
Original assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Current assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Priority date: 1977-11-05
Filing date: 1977-11-05
Publication date: 1986-12-18
Also published as: DE2749615A1

Description

Die Erfindung betrifft ein von der umgebenden Temperatur abhängiges elektrisches Schaltgerät mit einem Schalter, der ein elastisch deformierbares und bei einem bestimmten Kompressionsdruck elektrisch leitend werdendes Schaltelement enthält, das mittels eines Übertragungsteils eines thermostatischen Arbeitseiementes komprimierbar ist, das einen temperaturabhängig sein Volumen ändernden Stoff enthält, der in einem Hohlraum eines Gehäuses anegeordnet ist, das der Umgebungstemperatur aussetzbar ist, in deren Abhängigkeit das Schalten erfolgt.

Es ist ein Schaltgerät der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 38 39 694), das auf eine Schaltung bei einer vorgegebenen Umgebungstemperatur ausgelegt

ist

Es sind auch temperaturabhängige elektrische Schaltgeräte bekannt (US-PS 40 35 756, DE-GM 18 26 261), bei v/elchen zwei oder mehrere Schaltvorgänge zu unterschiedlichen Temperaturen erfolgen. Bei diesen Schaltgeräten ist vorgesehen, daß entsprechend der Anzahl der Schaltungen die Anzahl der Schalter erhöht wird, die alle einen prinzipiell ähnlichen Aufbau haben und vor allem nach dem gleichen Arbeitsprinzip funktionieren. Bei einer bekannten Bauart (US-PS 40 35 756) sind zwei Bimetallscheiben vorgesehen, die bei unterschiedlichen Temperaturen jeweils einen Schalter betätigen. Bei einer anderen Bauart (DE-GM 18 26 261) betätigt ein thermostatisches Arbeitselement eine mehrere Kontakte tragende Kontaktfeder, deren Kontakten in unterschiedlichen Abständen von weiteren Kontaktfedern getragene Kpntakte zugeordnet sind. Dadurch wird abhängig von dem Weg des thermostatischen Arbeitselementes, der seinerseits abhängig von der Temperatur ist, eine Schaltung der einzelnen Schalter bei unterschiedlichen Temperaturstufen durchgeführt

Es ist auch ein Schutzschalter für eine elektrische Maschine bekannt (US-PS 40 37 316), bei welchem einer Starterwicklung ein PTC-Widerstand und einer Betriebswicklung ein Bimetallschalter vorgeschaltet ist Bei dieser Bauart sind zwar in einem Schaltgerät Schalter mit unterschiedlichen Schaltprinzipien vereinigt, jedoch erfolgt die zum Schalten benutzte Erwärmung durch den Stromdurchgang durch die betreffenden Schalter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein von der umgebenden Temperatur abhängiges Schaltgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß in einfacher Weise ein kombinierter Zweistufen-Temperatur-Schalter geschaffen wird, der zur unabhängigen Einbzw. Ausschaltung zweier oder mehrerer Stromkreise in Abhängigkeit von einer Minimal- und einer Maximaltemperatur verwendbar ist
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens ein weiterer, einem weiteren Schaltkreis zugeordneter Schalter vorgesehen ist der ein Kaltleiter-Schaltelement enthält, das in dem gleichen Gehäuse untergebracht ist
Durch diese Ausbildung wird ein einfach aufgebautes Schaltgerät erhalten, dessen wesentliche Vorteile im geringen Aufwand hinsichtlich Justierens, Montage der Einzelteile sowie der Einhaltung der entsprechenden Fertigungstoleranzen liegen. Diese Vorteile werden insbesondere dadurch erhalten, daß Schalter verwendet

so werden, die nach unterschiedlichen Schaltprinzipien arbeiten, so daß sie sich gegenseitig nicht beeinflussen und/oder stören.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß jeder Schalter wenigstens einen in einer isolierenden Steckerplatte angeordneten Kontaktstecker aufweist, wobei der Kontaktstecker des einen Schalters über das elastisch deformierbare Schaltelement und der andere Kontaktstecker des anderen Schalters über das Kaltleiter-Schaltelement mit dem elektrisch leitenden Gehäuse verbunden sind. Dadurch laßt sich ein besonders einfacher Aufbau verwirklichen, während dennoch getrennte Schaltkreise geschaltet werden können.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, die anschließend erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungbeispiel mit einem kreisringförmigen Kaltleiter-Schaltelement, und
F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit scheiben-

förmigen Kaltleiter-Schaltelementen.

Bei den dargestellten Ausführungbeispielen ist in einem Hohlraum 3 eines Gehäuses 1, das ggf. mit einem Außengewinde 2 versehen sein kann, ein sich bei Erwärmung ausdehnender und bei Abkühlung kontrahierender Stoff 10 untergebracht Der Hohlraum 3 ist durch eine elastische Membran 5 abgedeckt, die ihrerseits durch einen Verschließteil 4 festgepreßt ist Der Verschließteil 4 weist eine Ringnut 6 auf, in die ein Randwulst 7 der Membran 5 eingreift Mit Hilfe eines inneren Bördelrandes 29 wird der Verschließteil 4 und damit die Membran S im Gehäuseinneren festgelegt Am oberen Teil des Gehäuses 1 it 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 O-Ring 28 vorgesehen

Durch eine öffnung 25 im VerschließteU 4 ist ein Übertragungsteil beweglich geführt, das von der Membran 5 beaufschlagt wird. Das Übertragungsteil besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Übertragungsscheibe 12, auf der ein druckempfindliches Schaltelement 24 aufliegt, bzw. befestigt ist

Das Verschließteil 4 weist eine obere Ausnehmung 13 auf, in der eine Isolierscheibe 14 von etwa kreisringförmiger Form eingesetzt ist

Das druckempfindliche Schaltelement 24 ist elastisch deformierbar. Bei einem bestimmten Kompressionsdruck wird das Schaltelement 24 leitend. Derartige druckempfindliche Schaltelemente sind an sich bekaniit In der linken Hälfte der F i g. 1 ist das Schaltelement 24, unter dem Druck, der von der Membran 5 beaufschlagten Übertragungsscheibe 12 elastisch gestaucht dargestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist ein KaItleitcr-Schaltelement 42 vorgesehen, welches kreisringförmig ausgebildet und auf dem Verschließteil 4 angeordnet ist. Zwischen unterer Bodenfläche der Kontaktsteckerplatte 8 und dem Kaltleiter-Schaltelement 42 ist ein, ebenfalls kreisringförmiger Kontaktring 43 vorgesehen, mit Federzungen 44, die auf dem Kaltleiter-Schaltelement 42 aufliegen. Die Federzungen dienen zur Befestigung und zum Toleranzausgleich für das Kaltleiter-Schaltelement und andererseits zur Stromleitung.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist anstelki eines kreisringartigen Kaltleiter-Schaltelementes 42 mindestens ein scheibenartiges Kaltleiter-Schaltelement 45 vorgesehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei derartige scheibenförmige Kaltleiter-Schaltelemente 45 nicht geschnitten dargestellt. Auch bei diesem AusführungsbRispiel ist ein kreisringförmiger Kontaktring 47 vorgesehen, der mit Federn 46 auf den einzelnen scheibenförmigen Kaltleitern 45 aufliegt. Der übrige Aufbau des Ausführungsbeispieles nach F i g. 2 entspricht dem des Ausführungsbeispieles nach F i g. 1.

Die beiden Kontaktstecker 9' und 9" sind mit Kontaktfüßen 18 bzw. 34 versehen, die etwa rechtwinklig khh T nnnco/ilico rlec f"li»rätc α ncrpuZinlfalt cin/4 DaKfii ict in elektrischen leitendem Kontakt mit dem Kontaktring 43 bzw. 47.

Mit dem Schaltgerät können zwei Schaltkreise betätigt werden, die jeweils einseitig gegen Masse anliegen. Wenn ein das Schaltgerät umgebendes Fluid, beispielsweise das Kühlmittel in einem Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine, seine Arbeitstemperatur noch nicht erreicht hat, befindet sich das Übertragungsteil, bestehend aus Übertragungsscheibe 12 und durckempfindlichem Schaltelement 24 in der in der Zeichnung dargestellten unteren Stellung. Der Stromfluß wird dabei über den Kontaktstecker 9", der mit seinem Kontaktteil 18 bis zum Kaltleiter-Schaltelement 42 bzw. 45 reicht über diesen und das Verschließteil 4 sowie das Gehäuse 1 an Masse geleitet

Nimmt die Tempratur des Fluids zu, so erwärmt sich auch das Gehäuse 1 und dementsprechend auch das Kaltleiter-Schaltelement Wird die jeweils vorgegebene Sperrtemperatur überschritten, so wird durch Ansteigen des Innenwiderstands des Kaltleiters die Stromleitung unterbrochen.

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.

Steigt die Temperatur des umgebenden Fluids weiter an, dann dehnt sich der temperaturabhängige Stoff 10 noch weiter aus, so daß schließlich durch die Membran 5 das druckempfindliche Schaltelement 24 in eine obere Stellung verschoben wird, bis dieses am Kontaktfuß 34 des Kontaktsteckers 9' anliegt Nunmehr wird ein Stromkreis zwischen Kontaktstecker 9' Kontaktfuß 34, elastisch deformiertem und zumindest teilweise am Verschließteil 4 leitend anliegendem druckempfindlichem Schaltelemente 24, Übertragungsscheibe 12 und Gehäuse 1 gegen Masse geschlossen. Bei Verwendung des temperaturabhängigen Schaltelements zur Anzeige des Betriebszustandes des Kühlmittelkreislaufes in Kraftfahrzeugen wird nunmehr eine Warnlampe betätigt, die dem Fahrer anzeigt, daß eine Störung vorliegt, durch die die Temperatur des Kühlmittels unzulässig hoch geworden ist. Anstelle des optischen Signals kann auch ein akustisches Signal oder sowohl ein optisches als auch ein akustisches Signal betätigt werden. Kühlt sich das umgebende Fluid, beispielsweise Kühlwasser, wieder ab, dann kontrahiert der temperaturabhängige Stoff 10, das druckempfindliche Schaltelement 24 expandiert in Achsrichtung und drückt die Membran 5 nach unten.

Dadurch wird der elektrische Kontakt zwischen dem druckempfindlichen Schaltelement 24 und dem Kontaktfuß 34 des Kontaktsteckers 9' unterbrochen.

Kaltleiter in der dargestellten Art sind als sog. PTC-Widerstände bekannt.

Bei der Anordnung des oder der Kaltleiter-Schaltelemente 42 bzw. 45 am Verschließteil 4 steht eine entsprechend große wärmeabführende Fläche für die Eigenerwärmung des Kaltleiters günstig durch das vollflächige Aufliegen zur Verfugung.

Anstelle der Membrane 5 und der Übertragungsteile 10 K711/ OA. Irann an/*h pin in Hf»n Wr\nlranm 3 ρίηΗηηπβη.

die Ausbildung derart getroffen, daß der Kontaktfluß 34 des Kontaktsteckers 9' mit dem druckempfindlichen Schaltelement 24 in Berührung kommt, wenn sich der wärmedehnfähige Stoff 10 bei entsprechender Temperaturerhöhung des Geräts ausdehnt und das Übertragungsteil (in der Zeichnung) nach oben schiebt. Andererseits steht der Kontakteil 18 des Kontaktsteckers 9" der Arbeitskolben Verwendung finden, der bei Ausdehnung des wärmedehnenden Stoffes 10 die Teile 12 und 24 nach oben verschiebt.

Ferner kann das oder die Kaltleiter-Schaltelemente auch an anderen Stellen des Gehäuses 1 angeordnet sein, beispielsweise im Boden. In diesem Fall ist eine entsprechende Isolierscheibe vorzusehen, sowie ein

Stromanschluß für das Kaltleiter-Schaltelement, während der zweite Anschluß direkt über das Gehäuse 1 an Masse liegen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

10

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Claims

Patentansprüche:

1. Von der umgebenden Temperatur abhängiges elektrisches Schaltgerät mit einem Schalter, der ein elastisch deformierbares und bei einem bestimmten Kompressionsdruck elektrisch leitend werdendes Schaltelement enthält, das mittels eines Übertragungsteils eines thermostatischen Arbeitselementes komprimierbar ist, das einen temperaturabhängig sein Volumen ändernden Stoff enthält, der in einem Hohlraum eines Gehäuses angeordnet ist, das der Umgebungstemperatur aussetzbar ist, in deren Abhängigkeit das Schalten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein weiterer einem weiteren Schaltkreis zugeordneter Schalter vorgesehen ist, der ein Kaltleiter-Schaltelement (42, 45) enthält, das in dem gleichen Gehäuse (1) untergebracht ist

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schalter wenigstens einen in einer isolierenden Steckerplatte (8) angeordneten Kontaktstecker (9', 9") aufweist, wobei der Kontaktstecker (9') des einen Schalters über das elastisch deformierbare Schaltelement (24) und der andere Kontaktstecker (9") des anderen Schalters über das Kaltleiter-Schaltelement (42, 45) mit dem elektrisch leitenden Gehäuse (1) verbunden sind.

3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (3) des Gehäuses (1) mit einer Membran (5) abgedeckt ist, die mit einem Verschließteil (14) gehalten ist, das eine der Membran (5) gegenüberliegende öffnung (25) aufweist, in der das elastisch deformierbare Schaltelement (24) angeordnet ist, das in dem Bereich eines ihr gegenüberliegenden Teils (34) des zugehörigen Kontaktsteckers (9') mit einer Isolierscheibe (14) eingefaßt ist.

4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltleiter-Schaltelement (42,45) zwischen dem Verschließteil (4) und der Steckerplatte (8) angeordnet und gegen das Verschließteil (4) gespannt ist.

5. Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kaltleiter-Schaltelement (42, 45) und der Steckerplatte (8) ein federelastisches Spannelement (43) angeordnet ist, das gegen den zugehörigen Kontaktspeicher (9", 18) anliegt.