DE2905519A1

DE2905519A1 - Thermischer schalter

Info

Publication number: DE2905519A1
Application number: DE19792905519
Authority: DE
Inventors: Robert James Hodges; Thomas Merion Jackson
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1978-02-16
Filing date: 1979-02-14
Publication date: 1979-08-23
Also published as: DE7903976U1; GB1571754A

Description

Anmelderin: * \\· T.M. Jackson -

Deutsche ITT Industries GmbH ^R'^J- ^Hode^es "

7800 Freiburg i. Br. DITTI 0229

Thermischer Schalter

Die Erfindung bezieht sich auf thermische Schalter, d.h. auf Schalter, welche reagieren, wenn die Temperatur, der sie unterworfen sind, einen vorgegebenen Bereich erreicht oder übersteigt.

Viele der konventionellen Schalter für die o.a. Zwecke haben als Schaltelement Bimetallstreifen, welche insbesondere bei Alterung zur Ungenauigkeit neigen. Auch sind diese Einrichtun-

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gen relativ aufwendig und kostenträchtig. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen thermischen Schalter zu schaffen, der relativ billig und einfach ist und eine bessere Genauigkeit hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Figur 1 einen thermischen Schalter im Längsschnitt;

Figur 2 ein anderes Ausführungsbeispiel eines thermischen Schalters im Längsschnitt;

Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines thermischen Schalters;

Figur 4 in stark schematischer Darstellung einen thermischen Schalter mit einer Heizeinrichtung;

Figur 5 den thermischen Schalter gemäß Figur 2 in stark schematischer Darstellung mit einer Heizeinrichtung.

Der in der Figur 1 gezeigte Schalter hat eine Kapsel 1, in der

angebracht ist. . eine leicht flüchtige Flüssigkeit, wie z.B. Freon (CCl₂F₂),/Die untere Seite der Kapsel 1 ist von einer dünnen metallenen Scheibe 2 gebildet, welche nach innen gebogen ist. Die Kapsel 1 ist in einem üblichen, aus einem elektrisch isolierenden Material gebildeten Glied 3 angeordnet. Die Scheibe 2 hat an der Außenseite ein Stützglied 4, welches mit dem zentralen Teil einer geschlitzten metallenen Scheibe 5 in Verbindung steht. Der Rand dieser Scheibe 5 ist, wie aus der Figur ersichtlich, in einer Anordnung des

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Schalters befestigt.

angeordnet, , Unterhalb der Scheibe 5 ist eine weitere metallene Scheibe 6^/ die jedoch nicht in Kontakt mit der Scheibe 5 ist. Die Scheibe 6 ist vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildet, dessen Rand ebenfalls in der Struktur des Schalters befestigt ist. An dem Schalter sind zwei elektrische Kontakte ausgebildet, die in

auslaufen und,
zwei Stifte 7 und 8'für die Verbindung mit einer elektrischen Einheit vorgesehen sind. Der erste Kontakt wird von der Scheibe 5 geformt, welche elektrisch mit dem Stift 8 über das Teil 9 verbunden ist, während der zweite Anschluß von der Scheibe 6 gebildet wird, welche elektrisch mit dem Stift 7 verbunden ist.

Wenn nun die Temperatur ein Niveau erreicht, das in dem Arbeitsbereich des Schalters liegt, verursacht der Dampfdruck in dem Gehäuse das die gebogene Scheibe 2 von ihrer konkaven in die konvexe Lage schnippst. Hierdurch wird verursacht, daß das Stützglied 4 den zentralen Teil der geschlitzten Scheibe 5 in Eingriff mit der Scheibe 6 treibt und somit einen elektrischen Kreis schließt.

In der Figur 2 ist ein der Figur 1 ähnlicher thermischer Schalter gezeigt, der jedoch beim Erreichen der vorgegebenen Temperatur den Kontakt unterbricht. Im folgenden werden daher nur die Elemente beschrieben, die unterschiedlich zur Figur 1 ausgebildet sind. Eine geschlitzte Scheibe 1O, die von der Kapsel 1 betrieben ist, ist nicht direkt verbunden mit den beiden Stiften 7 und 8. Jedoch überbrückt der zentrale Teile der Scheibe zwei Metallglieder 11 und 12, die mit den entsprechenden Stiften 8 und 7 verbunden sind. Hiernach ist klar zu sehen, daß die Kontakte des Schalters normalerweise geschlossen sind. Wenn die Temperatur ein Niveau erreicht, in dem der Schalter bestimmt ist tätig zu werden, treibt die Scheibe 2 die Scheibe 10 abwärts, so daß der Kontakt zwischen den Gliedern 11 und 12 unterbrochen ist.

Bei beiden vorstehend beschriebenen Schaltern verursacht eine Kondensation des Danpfes, wenn die Temperatur unterhalb des vorgegebenen Niveaus fällt, daß die gebogene Scheibe 2 zurückkehrt

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in ihre Lage, wie sie in der Zeichnung gezeigt ist.

Ein Umschalter (change-over switch) kann durch eine Kombination der beiden in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schaltern erzeugt werden. Solch ein Schalter würde etwa dem in Figur 2 dargestellten ähneln, aber zusätzlich versehen sein mit einer Verbindung zu der Scheibe 10 und einer weiteren unter der Scheibe 10 angeordneten Scheibe, wie sie als Scheibe 6 in der Figur Λ gezeigt ist, die ebenfalls mit einem elektrischen Anschluß ausgerüstet ist. Durch eine angemessene Kupplung dieser Verbindungen wird ein Umschalter erzeugt.

In der Figur 3 wird eine Variante des Schalters, wie er in Figur 1 dargestellt ist, gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Scheibe 2 gegen eine rückführende Feder 15 bewegt, welche durch eine Stellschraube 16 in der Schalteranordnung am Platz gehalten wird. Die Schraube 16 ist einstellbar, damit der Effekt der Feder an der Scheibe 2 variiert werden kann. Wenn nun die vorbestimmte Temperatur erreicht ist, schnippst die Scheibe 2 über und greift in eine Tellerfeder 17 ein. Die Scheibe 2 und die Tellerfeder 17 sind hiernach verbunden mit den beiden Stiften 18 und 19.

In der Figur 4 ist in stark schematischer Weise dargestellt wie ein vorbeschriebener Schalter durch eine Heizeinrichtung 20 in der Kapsel einstellbar gemacht werden kann. Die Heizeinrichtung heizt dabei die Füllung auf ein z.B. mit einem variablen Widerstand 21 bestimmbares Niveau vor.

Figur 5 zeigt einen Schalter, der allgemein ähnlich zu dem in Figur 2 gezeigten ist, wobei jedoch dieser Schalter mit einer Heizeinrichtung in der Kapsel versehen ist. Die Heizeinrichtung ist dabei in Reihe mit den gesteuerten Kontakten geschaltet.

Im Bodenbereich ist die Kapsel 1 zusammengeschweißt, und die Kapsel kann eine Feder zur Beibehaltung der Temperaturdefinition,

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in der die Einrichtung anspricht, enthalten. In den vorstehend beschriebenen Einrichtungen ist als Halogenkohlenwasserstoff CC1„F₂ (Freon) benutzt, welches .jedoch nur ein von vielen Halogenkohlenwasserstoffen ist, aus der die Kapselfüllung ausgewählt ist. Durch geeignete Wahl der Füllung kann die Operationstemperatur der Einrichtung in einem großen Temperaturbereich gewählt werden, z.B. von -2OO°C bis +20O⁰C.

Die Charakteristik,von der der Wirkungsbereich abhängt, ist in den Kurven zur Beziehung von Temperatur und Dampfdruck angegeben, und diese Kurven,im Gegensatz zu jenen für die Gasgesetze, haben eine logarithmische Charakteristik.

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Claims

Anmelderin: T.M. Jackson - Deutsche ITT Industrios GmbH R.J..Hodges - .M Freiburg DITTI O229 2305519 ANSPR Ü C H K"

1. Thermischer Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß ein gedichtetes, mit einer Flüssigkeit gefülltes Gehäuse vorgesehen ist, dessen eine Wand als eine gebogene Scheibe (2) ausgebildet ist, wobei, wenn die Temperatur, zu welcher
der Schalter ausgelegt ist, sich durch einen vorgegebenen Wert bewegt, die gebogene Scheibe (2) von einer konkaven
Lage in eine konvexe Lage oder umgekehrt umschaltet und
wobei ein Wechsel der Stellung der gebogenen Scheibe (2)
einen Schaltvorgang an den am Schalter ausgebildeten elektrischen Kontakten verursacht.

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2. Thermischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gehäuse vorhandene Flüssigkeit ein Halogenkohlenwasserstoff ist, wie z.B. Freon

3. Thermischer Schalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse im wesentlichen zylindrisch als Kapsel (1) ausgebildet ist, wobei die gebogene Scheibe (2) eine der Stirnseiten bildet.

4. Thermischer Schalter nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der gebogenen Scheibe (2) ein Stützglied (4) an der Außenseite der Kapsel (1) angeordnet ist und das Stützglied (4) einen beweglichen Kontakt für die Zusammenarbeit mit einem stationären Kontakt trägt.

5. Thermischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt an dem Ende des Stützgliedes (4) von einer Scheibe (5) gebildet ist und der stationäre Kontakt eine als Tellerfeder ausgebildete Scheibe (6) ist, wobei der Kontakt in Normalstellung geöffnet ist.

6. Thermischer Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt am Ende des Stützgliedes (4) als Scheibe (10) ausgebildet ist, welche in der Ruhelage zwei stationäre Kontakte überbrückt, so daß der Schalter als Unterbrecher oder Öffner wirkt.

7. Thermischer Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gebogene Scheibe (2) sich gegen eine Rückstellfeder (15) bewegt, welche einstellbar ist.

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Thermischer Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (1) eine Heizeinrichtung zum Nachprüfen der Temperatur, bei der die gebogene Scheibe reagieren soll, hat.

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