DE2919520C2 - Verfahren zum Justieren eines thermischen Schalters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren eines thermischen Schalters, der ein Bimetall-Stellglied mit Schnappwirkung aufweist, das über einen Druckstift mit einem Kontaktsystem in Verbindung steht sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei den meisten thermischen Schaltern mit umschnappender Bimetall-Scheibe ist die Schnappwirkung der Scheibe mit dem Kontaktmechanismus durch einen isolierten Kopplungsstift verbunden, der im allgemeinen als Schlag- oder Druckstift bezeichnet wird.

Dieser Stift besteht üblicherweise aus einem glasartigen Werkstoff. Die Länge des Stiftes muß präzise eingestellt sein, um den Schnappweg der Scheibe zu den Kontakten richtig zu koppeln. Ungenaue Stiftlängen so ergeben eine unrichtige Schaltwirkung und entweder insgesamt eine Verringerung der Schalter-Lebensdauer bzw. der Schaltspiele, oder die Möglichkeit intermittierenden Schließens der Kontakte während Schwingungen.

Übliche Herstellungstoleranzen bedingen enge Überwachungen bezüglich verschiedener Teile, die die Gesamtanordnung bilden. Es ist üblich, die Einzelteile mit herkömmlichen Toleranzen herzustellen und die Gesamtsumme der Plus- und der Minus-Toleranzen durch Verwenden eints Druckstiftes zu kompensieren, der an jede besondere Anwendung angepaßt ist.

Zur Lösung dieses Problems sind schon die verschiedensten Versuche unternommen worden.

Das allgemein verwendete Verfahren verwendet einen freibeweglichen Kopplungsstift, der in inkrementellen oder schrittweisen Längen gefertigt ist, um alle mögfichen Kombinationen von Toleranz-Summen zu überdecken.

Jede Schalter-Kontakt-Anordnung wird unter Verwendung besonderer Lehren oder Schablonen gemessen, die die Geometrie jeder Anordnung mit einer bestimmten Stiftgröße in Verbindung setzen. Diese bestimmte oder spezifizierte Siiftlänge wird von einem Vorrat ausgewählt und in den Schalter eingebaut Da gemäß dem Aufbau der Stift nicht an irgendeinem Träger angebracht ist kann er innerhalb des Gehäuses frei klappern oder prellen, wodurch eine Verunreinigung von aneinander reibenden Flächen erzeugt werden kann. Das Aussetzen gegenüber Schwingungen und Stößen kann auch das Aufschlagen des schwimmenden oder schwebenden Stifts an der Kontaktanordnung erreichen, wodurch schädliches öffnen oder Schließen der Schaltkontakte hervorgerufen werden kann. Bruchstücke des Stiftes als Ergebnis außerordentlicher Stoß-und Schwingungspegel konnten ebenfalls beobachtet werden.

Ein weiteres übliches Verfahren besteht im mechanischen Anbringen eines Stiftes ausreichender Länge zur Kompensation von allen Kombinationen von Einzelteilen, an einem festen Teil der Anordnung und im Abstimmen bzw. Zuschneiden auf die bestimmte erforderliche Abmessung. Dieser Aufbau erreicht einen größeren Widerstand gegenüber hohen Schwingungsund Stoßpegeln, da keine losen Teile in der Scheiben-Anker-Geometrie verwendet sind. Jedoch erzeugt das Abschneiden aus diesem Grunde Abfali bzw. Trümmer in Fornv von Scheibchen oder Schleifmehl, durch die möglicherweise die Schaltkontakte verunreinigt werden können. Komplizierte Verfahren sind häufig erforderlich, um absolut sicher ein gründliches Reinigen der Schalter zu erreichen. Beim Abschneiden oder Abschleifen eines Stiftes auf Länge wird ein flaches unteres Ende geschaffen, was einen schädlichen abrasiven Verschleiß der Stellglied-Scheibe bei wiederholter Berührung mit dieser zur Folge hat. Zusätzlich läßt das Abschneiden oder Abschleifen einen scharfen unteren Rand übrig, weshalb Teilchen während des Gebrauchs herausbrechen können und eine Verunreinigung erreichen können.

Ein Verfahren zum Justieren von thermischen Schaltern betrifft die AT-PS 3 24 478. Die Justierung erfolgt dabei dadurch, daß der Kontaktabstand durch Einpressen des Kontaktträger in das Metallgehäuse eingestellt wird.

Die US-PS 31 93 649 betrifft einen Thermostat-Schalter mit einem reibungsfrei arbeitenden Kontaktglied. Die genaue Justierung erfolgt dabei mittels einer Schraube mit isolierter Spitze.

Die US-PS 28 31 090 zeigt eine Schalterausführung, bei der das Justieren durch Einpressen eines isolierenden Bolzens in eine Kontaktfeder erfolgt.

Alle diese bekannten Ausführungen haben Nachteile, die im wesentlichen in einer aufwendigen, eine hohe Präzision erfordernde Fertigung liegen, wobei der Ausgleich der Toleranzen Schwierigkeiten bereitet

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht ein Verfahren zum Justieren eines thermischen Schalters zu schaffen, bei dem unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren eine problemlose, preisgünstige Massenfertigung bei optimalem Ausgleich der Toleranzen der Bauteile möglich ist. Die Erfindung hat sich weiter die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Aufgabe gemacht.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen.

Die Erfindung ermöglicht die Verwendung eines vorgeformten Druckstifts fester Länge, wobei eine hohe Schwingungs- und Stoßfestigkeit erreichbar ist und ein Zuschneiden bzw. auf Größebringen weder vor noch nach dem Zusammenbau erforderlich ist.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im Vertikalschnitt einen thermischen Schalter, F i g. 2 die Aufsicht gemäß dem Schnitt 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 ähnlich F i g. 1 einen Schritt beim Zusammenbau des thermischen Schalters unter Verwendung eines Montagewerkzeugs,

F i g. 4 im Teilschnitt gemäß der Schnittlinie 4-4 die Anordnung gemäß F i g. 3.

Der thermische Schalter oder Wärmeschalter besitzt ein zylindrisches Gehäuse 10 mit einer Basis 11 einschließlich eines Paars ringförmiger Stufen oder Schultern 14, 15 an der Innenseite, die oberhalb der Basis 11 im Abstand dazu vorgesehen sind. Ein Kopfteil oder Deckel 20 ist im Gehäuse 10 angeordnet und von der Basis 11 durch einen Ring 21 in Abstand gehalten, dessen Unterende auf der Gehäuseschulter 15 getragen ist und dessen Oberende mit einer Umfangsnut 22 des Deckels 20 in Eingriff ist. Der Deckel 20 trägt unter Isolierung voneinander ein Paar Anschlüsse 25, 26, deren Unterenden unter den Deckel 2 / und in den Raum zwischen dem Deckel 20 und der Basis 11 hinragen. Die Anschlüsse 25, 26 bilden einen elektrischen leitfähigen Weg zu einem festen Kontakt 30, der am Unterende des Anschlusses 25 angeordnet ist, und einem bewegliciien Kontakt 31, der an einer Kontaktfeder 32, die an einem Ende freitragend am Unterende des Anschlusses 26 befestigt ist.

Wie in F i g. 1 dargestellt, sind die Kontakte 30 und 31 geschlossen. Ein Aufwärtsverschwenken der Ankerfeder 32 hemmt den beweglichen Kontakt 31 vom festen Kontakt 30.

Die Steuerung des beweglichen Kontakts 31 erfolgt mittels eines Stellglieds 40 in Form einer temperaturempfindlichen Bimetall-Scheibe, deren Umfangsrand auf der Gehäuseschulter 14 ruht. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Scheibe oben konkav, wie das durch einen Raum zwischen der Scheibe und der Basis 11 zu dargestellt ist Abhängig von einer Temperaturänderung vorgegebenen Ausmaßes bewegt sich die Scheibe in eine nach oben konvexe Lage und durch Zwischenwirkung eines Druckstiftes 50, der an der Kontaktfeder 32 befestigt ist, wird letztere nach oben verschwenkt, um die Kontakte 30 und 31 voneinander zu trennen.

Der Druckstift 50 besteht aus einem gegossenen keramischen Werkstoff und besitzt ein sphärisches Unterende 51. Das Unterende 51 ist üblicherweise in einem kritischen Abstand von der Stellglied-Scheibe 40 so angeordnet, daß eine leichte oder geringfügige Bewegung der Scheibe keine Berührung bewirkt. Der Druckstift 50 ist an der Ankerfeder 32 mittels einer Klebstoffschicht 52 bestimmter Dicke befestigt, die in F i g. 1 zwischen einem Flansch 53 des Druckstiftes 50 und der Kontaktfeder 32 dargestellt ist. Zusätzlich zu dieser Klebverbindung greift ein Dorn 55, der von dem Flansch 53 des Druckstifts 50 wegragt, in eine (nicht dargestellte) öffnung in der Kontaktfeder 32 ein. Viele Klebstoffe sind hierfür geeignet, einschließlich wärmeaushärtender Expoxy-Klebstoffe.

Der thermische Schalter besitzt Bauteile, die durch ein Verfahren zusammengefügt werden, das die Verwendung eines Montagewerkzeugs enthält, wie das in F i g. 3 und 4 dargestellt ist. Das Montagewerkzeug besitzt die Form einer Scheibe 70 mit einer Zentralöffnung 71 einschließlich einer Bodenwand 72. Zusätzlich ist die Dicke der Werkzeug-Scheibe 70, an deren Umfang, wie bei 73 dargestellt, verringert Wie in F i g. 3 dargestellt, ist die Montage-Scheibe 70 innerhalb des Gehäuses 10 positioniert und ruht auf den Schultern 14 anstelle der Stellglied-Scheibe 40. Die Zentralöffnung 71 nimmt den unteren Teil des Druckstifts 50 auf. wobei das

ίο sphärische Unterende 51 in Anlage an der Bodenwand 72 ist Dies erreicht eine gesteuerte Positionierung des Druckstifts 50 gegenüber dem Gehäuse 10. Der Druckstift 50 wird am Werkzeug aufrecht gehalten mittels einer Halteklammer mit Schenkeln 75, 76, die sich über die öffnung 71 erstrecken und mit einem Zwischenteil 77, an dem eine Schraube 78 angreift um die Feder bzw. Halteklammer auf der Scheibe 70 zu halten.

Bei auf der Montage-Scheibe 70 gehaltenem Druckstift 50, wie gemäß F i g. 3, wird eine bestimmte Menge des Klebstoffes auf dem Flansch 53 des Druckstiftes 50 aufgebracht Der Deckel 20 und der Abstandsring 21 werden dann in dem Gehäuse 10 nach unten bewegt, um den Abstandsring 21 in dessen Normallage, in der er in Eingriff mit der Gehäuseschuller 15 ist, zu bringen. Dadurch wei den alle Komponenten in ihrer endgültigen Beziehung zueinander ausgerichtet, wobei während dieser Bewegung der Dorn 55 auf dem Druckstift 50 in die öffnung der Kontaktfeder 32 hineingetreten ist, und wobei Druck auf die Klebstoffmenge 52 ausgeübt worden ist. Ausreichender Klebstoff ist auf den Druckstift 50 aufgebracht worden, um sicherzustellen, daß stets ein Überschuß an Klebstoff vorhanden ist, wobei dieser seitlich von dem Spalt zwischen dem Druckstift 50 und der Kontaktfeder 32 herausfließt. Dies ergibt eine Klebstoffschicht 52 bestimmter Dicke, wenn der Druck darauf beendet ist. wenn der Deckel 20, der Abstandsring 21 und das Gehäuse 10 im vollständig zusammengebauten Zustand sind. Der Klebstoff 52 kann sich dann verfestigen, während die Teile mittels Klammern 80, 81 zusammengehalten sind. Die Dicke der Klebstoffschicht 52 kann ungleichförmig sein wegen des leichten Winkels der Kontaktfeder 32. Danach werden die Klammern 80, 81, der Deckel 20 und der Abstandsring 21, sowie die dadurch getragenen Bauteile aus dem Gehäuse 10 entfernt. Die Montage-Scheibe 70 kann dann aus dem Gehäuse 10 entfernt und durch die Stellglied-Scheibe 40 ersetzt werden, wobei dann der Deckel 20 und der Abstandsring 21 wieder für den

so endgültigen Zusammenbau des thermischen Schalters eingesetzt werden.

Der Abstand zwischen den Gehäuseschultern 14 und 15 kann sehr genau maschinell hergestellt werden, weshalb durch die Verwendung des Werkzeugs 70 eine genaue Positionierung des Unterendes des Druckstiftes 50 gegenüber der Stellglied-Scheibe 40 möglich ist, die schließlich in der gleichen Positionierung wie das Werkzeug angeordnet wird. Die Montage-Scheibe 70 ruht auf der Schulter 14 und der Abstandsring 21 ruht

⁶⁽¹ auf der Schulter 15. Folglich sind nach dem endgültigen Zusammenbau der Abstandsring 21 auf der Schulter 15 und die Stellglied-Scheibe 40 auf der Schulter 14 um eine bekannte bestimmte Strecke voneinander beabstandet.

Es zeigt sich, daß mit dem beschriebenen Aufbau und dem beschriebenen Verfahren die Probleme bezüglich der maschinellen Fertigung, des Verschleißes und der Verunreinigung bei herkömmlichen thermischen Schaltern vermieden worden sind, wobei eine verringerte

Sorgfalt erforderlich ist, um die richtige wirksame Länge eines Druckstiftes sicherzustellen, zusammen mit dem sicheren Erreichen einer radialen Zentrierung des Druckstiftes gegenüber der Stellglied-Scheibe. Zusätzlich erlaubt die Verwendung der Klebstoffschicht bestimmbarer Dicke die Lagerhaltung einer einzigen Standardlänge eines Standard-Drucksliftes für einen bestimmten thermischen Schalter, wobei auch Toleranzen ausgeglichen werden, die sich durch das Zusammenbringen der verschiedenen Bauteile des thermischen Schalters in einer Beziehung gemäß F i g. 3 ergeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patenunsprüche:

1. Verfahren zum Justieren eines thermischen Schalters, der ein Bimetall-Stellglied mit Schnappwirkung aufweist das über einen Druckstift mit einem Kontaktsystem in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zusammenbau des Schalters die zur genauen Justierung erforderliche Länge des Druckstiftes (50) dadurch erhalten wird, daß man zwischen einem ι ο oberen Flansch (55) des Druckstiftes (50) und einer Kontaktfeder (32) des Kontaktsystems eine Schicht bestimmter Dicke aus einem aushärtbaren Kunstharz-Kleber (52) anbringt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus keramischem Werkstoff o. dgL bestehende Druckstift (50) in einem Sackloch (71, 72) einer Montagescheibe (70) gehalten ist die anstelle des Bimetall-Stellglieds (40) in den Schalter eingelegt ist, wobei auf dem oberen Flansch (53) des Druckstifts (50) eine bestimmte Menge eines Kunstharz-Klebers (52) aufgebracht ist und der Druckstift (50) sich mit einem Dorn (55) beim Zusammenbau des Schalters in einer Bohrung der Kontaktfeder (32) zentriert und wobei die gesamte Vorrichtung bis zum Aushärten des Klebers (52) durch Klammern (80,81) zusammengehalten ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß an der Montagescheibe (70) eine Halteklammer (75, 76) für den Druckstift (50) vorgesehen ist.