DE3604021A1 - Thermostat - Google Patents
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Abstract
Description
"Thermostat" "Thermostat"
Beschreibung: Die Erfindung bezieht sich auf einen Thermostaten, bei dem in einem Gehäuse ein mit einer elektrischen Zuleitung verbundenes Kontaktstück mit einem an einem Kontaktarm getragenen Kontaktstück zusammenarbeitet und bei dem der Kontaktarm mit einer elektrischen Zuleitung verbunden ist und von einem Bimetall-Element beaufschlagt ist und bei dem die elektrisch wirksamen Teile von einem Gehäuse umschlossen sind. Description: The invention relates to a thermostat, in which a contact piece connected to an electrical lead in a housing cooperates with a contact piece carried on a contact arm and in which the contact arm is connected to an electrical lead and from a bimetal element is acted upon and in which the electrically active parts are enclosed by a housing are.
Bekannte Thermostaten bzw. Thermoschalter der vorstehend genannten Art sind gewöhnlich so ausgebildet, daß das Bimetall-Element an einer Tragplatte, die auch den Kontaktarm trägt, mittels Klauen oder dergl. gesondert befestigt ist. Dies erfordert eine kompliziertere Ausbildung der Tragplatte und einen erhöhten Montageaufwand. Known thermostats or thermal switches of the type mentioned above are usually designed in such a way that the bimetallic element is fastened separately to a support plate, which also carries the contact arm, by means of claws or the like. This requires a more complicated design of the support plate and increased assembly costs.
Ein zur elektrischen Isolierung der Tragplatte von einer das ortsfeste Kontaktstück tragenden Platte vorgesehener Isolator besitzt bei bekannten Thermostaten der eingangs genannten Art eine komplizierte Formgebung. Solche aus keramischem Werkstoff hergestellten Isolatoren sind daher - insbesondere bei sehr kleinen Abmessungen -wegen dieser Formgebung mit erheblichen Fertigungstoleranzen behaftet.One for electrical insulation of the support plate from one the stationary one Contact piece supporting plate has provided insulator in known thermostats of the type mentioned at the outset a complicated shape. Ceramic ones Material-made insulators are therefore - especially with very small dimensions -because of this shape afflicted with considerable manufacturing tolerances.
Diese bekannten Tatsachen führen je für sich oder erst recht in Kombination miteinander dazu, daß die Kontaktdrücke bei den fertigen Thermostaten einer Serie erheblich variieren können und daß ihre Arbeitspunkte nicht genau definiert bzw. definierbar sind.These well-known facts lead individually or even more so in combination together to ensure that the contact pressures in the finished thermostats of a series can vary considerably and that their working points are not precisely defined or are definable.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Thermostaten der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß er auch bei miniaturisierter Ausbildung enge Fertigungstoleranzen und möglichst keine elektrischen Toleranzwerte besitzt.The invention is therefore based on the object of a thermostat of the type mentioned so that it can also be used with miniaturized training has tight manufacturing tolerances and, if possible, no electrical tolerance values.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentanspruche gelöst. Insbesondere ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, daß der oberen und der unteren Gehäusewandung auf der Innenseite benachbart eine Tragplatte und eine Grundplatte aus Metall angeordnet ist, daß die Grundplatte ein Kontaktstück trägt und die Tragplatte an ihrem im Gehäuse liegenden Ende mit einem biegbaren Kontaktarm fest verbunden ist, der an seinem freien Ende ein dem genannten Kontaktstück gegenüberliegendes Kontaktstück trägt, daß das innere Ende der Tragplatte zusammen mit dem Ende des Kontaktarmes mittels einer Keilfläche im Innern des Gehäuses eingespannt gehalten ist, daß zwischen der Tragplatte und der Grundplatte ein Isolator angeordnet ist, der diese beiden Platten in festem Abstand voneinander und undrehbar zueinander hält und daß der Kontaktarm die Bimetall-Platte in einem mittleren Bereich desselben trägt, in welchem auch eine Verformung der Tragplatte eine Schwenkachse für den Kontaktarm bildet.This problem is solved by the features of the patent claims. In particular, it is provided to achieve the object that the upper and lower housing walls are arranged on the inside adjacent a support plate and a metal base plate, that the base plate carries a contact piece and the support plate is firmly connected at its end in the housing with a flexible contact arm is, which at its free end a said contact piece opposite contact piece carries that the inner end of the support plate is held clamped together with the end of the contact arm by means of a wedge surface inside the housing, that an insulator is arranged between the support plate and the base plate, which these two plates at a fixed distance from each other and non-rotatable to each other holds and that the contact arm carries the bimetallic plate in a central area of the same, in which a deformation of the support plate also forms a pivot axis for the contact arm.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigt: Fig. 1: einen lotrechten Längsschnitt und Fig. 2: einen Horizontalschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 Ein in den Zeichnungen im Ganzen mit 1 bezeichneter Thermostat umfaßt ein flaches Gehäuse 2 aus einem Kunststoff, welches an seinem einen Stirnende mit einer Öffnung 2a ausgebildet ist. Durch diese Öffnung können die Einzelteile des eigentlichen Thermostaten in Richtung des Pfeiles a bei der Montage eingeführt werden. Danach wird die Öffnung 2a verschlossen, z.B. durch Vergießen mittels eines geeigneten Werkstoffes 15, wie z.B. Epoxydharz oder dergl.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings, specifically showing: FIG. 1: a vertical longitudinal section and FIG. 2: a horizontal section along the line II-II in FIG. 1 A thermostat designated as a whole by 1 in the drawings comprises a flat housing 2 made of a plastic which is formed at its one end with an opening 2a. The individual parts of the actual thermostat can be inserted through this opening in the direction of arrow a during assembly. The opening 2a is then closed, for example by potting using a suitable material 15, such as epoxy resin or the like.
Das Gehäuse 2 umfaßt zwei Seitenwandungen, eine Stirnwandung an dem der Öffnung 2a gegenüberliegenden Stirnende sowie eine obere und eine untere Deckplatte.The housing 2 comprises two side walls, one end wall on the the end opposite the opening 2a and an upper and a lower cover plate.
Im fertigmontierten Zustand liegt an der oberen Deckplatte eine Tragplatte 3 und an der unteren Deckplatte des Gehäuses eine Grundplatte 4 an.In the fully assembled state, there is a support plate on the upper cover plate 3 and a base plate 4 on the lower cover plate of the housing.
Diese beiden Platten 3 und 4 sind aus einem metallischen, bzw. elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt.These two plates 3 and 4 are made of a metallic or electrical one conductive material produced.
Jede der beiden Platten 3 und 4 weist an ihrem der Öffnung 2a angrenzenden Bereich einen Bereich 3a bzw.Each of the two plates 3 and 4 has at its opening 2a adjoining Area an area 3a resp.
4a auf, der zur Verbindung mit je einer elektrischen Zuleitung 5 bzw. 6 ausgebildet bzw. ausgeformt ist, wobei die elektrisch leitende Verbindung durch Löten oder Verschweißen erfolgt. Die freien Enden der Zuleitungen ragen in das Innere des Gehäuses vor.4a, which is used for connection to an electrical supply line 5 or 6 is formed or shaped, the electrically conductive connection through soldering or welding takes place. The free ends of the leads protrude into the interior of the housing.
Im fertigmontierten Zustand sind diese freien Leitungsendungen von der Vergußmasse 15 isolierend umhüllt.In the fully assembled state, these free cable ends are from the potting compound 15 is encased in an insulating manner.
Ein Isolator 7, der vorzugsweise aus einem keramischen Werkstoff besteht, ist zwischen der Grundplatte 4 und der Tragplatte 3 in der Nähe der Anschlußbereiche 3a bzw. 4a angeordnet. Die beiden Platten 3 und 4 sind mittels eines Niets 8, der den Isolator 7 durchgreift und aus einem ebenfalls isolierenden Werkstoff, vorzugsweise einem Kunststoff hergestellt ist, miteinander verbunden und sind auf diese Weise in dem richtigen Abstand zueinander gehalten. Ein relatives Verdrehen der Platten 3 und 4 zueinander wird dadurch verhindert, daß der Niet 8. viereckig ausgebildet ist und eine viereckige Öffnung 9 innerhalb des Isolators 7 durchgreift.An insulator 7, which preferably consists of a ceramic material, is between the base plate 4 and the support plate 3 in the vicinity of the connection areas 3a or 4a arranged. The two plates 3 and 4 are by means of a rivet 8, the the insulator 7 extends through and is made of a likewise insulating material, preferably made of a plastic, connected to each other and are in this way kept at the correct distance from each other. A relative twisting of the plates 3 and 4 to each other is prevented by the fact that the rivet 8. is square and a square opening 9 within the insulator 7 extends through.
Der Isolator 7 trägt außerdem oben und unten beiderseits je eine Nase 10, die in entsprechende Ausnehmungen 11 der beiden Platten 3 und 4 eingreifen.The insulator 7 also has a nose on both sides at the top and bottom 10, which engage in corresponding recesses 11 of the two plates 3 and 4.
Auf diese Weise ist die relative Lage der Platten 3 und 4 zueinander korrekt festgelegt.In this way the relative position of the plates 3 and 4 is to one another correctly set.
Um eine größtmögliche elektrische Sicherheit zu erhalten, sind die beiden Platten 3 und 4 in den Bereichen 3a und 4a der Zuleitungsanschlüsse mit Ausnehmungen 7a bzw. 7b versehen, die zugleich auch in dem Isolator 7 ausgebildet sind, so daß die Zuleitungsanschlüsse jeweils frei bleiben und von der Vergußmasse 15 umflossen werden können.In order to obtain the greatest possible electrical safety, the two plates 3 and 4 in the areas 3a and 4a of the supply line connections with recesses 7a and 7b, which are also formed in the insulator 7 at the same time, so that the Lead connections remain free and from the potting compound 15 can be flowed around.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion besitzt den Vorteil, daß die Zuleitungen nicht zu weit in das Gehäuseinnere geführt werden müssen, so daß das Thermostatgehäuse im Ganzen kurz gebaut werden kann.The construction described above has the advantage that the supply lines do not have to be led too far into the interior of the housing, so that the thermostat housing can be built short as a whole.
Wie Fig. 2 zeigt, weist die untere Deckplatte des Gehäuses einen abgestuften Bereich 12 an dem der offenen Seite gegenüberliegenden Bereich auf, wobei in diesem Bereich der Abstand zwischen der unteren und der oberen Gehäuseplatte kleiner ist als über die restliche Länge des Gehäuses. Dieser abgestufte Bereich 12 ist mit keilförmigen, ins Gehäuseinnere vorragenden Ansätzen 13 bzw. 14 versehen.As Fig. 2 shows, the lower cover plate of the housing has a stepped Area 12 on the area opposite the open side, in this Area where the distance between the lower and upper housing plates is smaller than over the rest of the length of the case. This stepped area 12 is with wedge-shaped, protruding into the housing interior lugs 13 and 14 provided.
Diese Ansätze 13 und 14 dienen dazu, die Tragplatte 3 an ihrem inneren Ende an die obere Gehäusewand anzudrücken und zugleich einen Kontaktarm 18 mit seinem äußeren Ende in elektrisch leitender Verbindung mit der Tragplatte 3 eingeklemmt zu halten. Das innere Ende 18a des Kontaktarmes 18 ist außerdem mittels dreier Punktschweißungen mit der Tragplatte 3 verbunden. Die Zahl von drei Schweißverbindungen wurde gewählt, um eine absolut sichere Verbindung zwischen dem Kontaktarm und der Tragplatte 3 herzustellen.These approaches 13 and 14 are used to support the support plate 3 on its interior Press the end of the upper housing wall and at the same time a contact arm 18 with his clamped outer end in electrically conductive connection with the support plate 3 to keep. The inner end 18a of the contact arm 18 is also made by means of three spot welds connected to the support plate 3. The number of three welded joints was chosen, an absolutely secure connection between the contact arm and the support plate 3 to manufacture.
Das vordere Ende 18b des Kontaktarmes 18 ragt bis in die Nähe des Isolators 7 vor und trägt an diesem Ende ein Kontaktstück 20, welches beispielsweise durch Schweißverbindungen mit dem Kontaktarm verbunden ist.The front end 18b of the contact arm 18 protrudes into the vicinity of the Isolator 7 in front and carries at this end a contact piece 20, which is connected to the contact arm, for example by welded connections.
Diesem Kontaktstück 20 gegenüberliegend ist mit der Grundplatte 4 ein ortsfestes Kontaktstück 21 verbunden.Opposite this contact piece 20 is the base plate 4 a stationary contact piece 21 is connected.
Auch hier werden zur Befestigung der Kontaktstücke vorzugsweise drei Punktschweißungen verwendet.Here, too, are preferably three for fastening the contact pieces Spot welds used.
Der Kontaktarm 18 trägt eine in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kreisrunde Bimetall-Platte, die in dem mittleren Bereich des Kontaktarmes 18 an diesem befestigt ist. Die Bimetall-Platte bewirkt eine Bewegung des Kontaktarmes 18, sobald sie sich durch Wärmeeinflüsse verformt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Bimetall-Platte den Kontaktarm 18 in der in Fig. 1 dargestellten Lage bei normaler Temperatur hält, so daß ein Kontakt zwischen den beiden Kontaktstücken 20 und 21 hergestellt ist. Sobald sich die Temperatur ändert, wird dann der Kontaktarm 13 angehoben und damit die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktstücken 20 und 21 aufgehoben. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Bimetall-Platte 22 an den eingespannt gehaltenen Bereich 19 des Kontaktarmes und der Tragplatte 3 anschließt. Etwas weiter innerhalb ist die Tragplatte 3 mit einer Einsenkung 23 versehen, die innerhalb des Flächenbereiches der Bimetall-Platte 22 liegt und den Kontaktarm 18 nach unten auslenkt, wie Fig. 1 zeigt. Der durch die Einsenkung gebildete noppenartige Vorsprung auf der Unterseite bildet praktisch die Schwenkachse, um die sich die Bimetall-Platte verformt und um die zugleich der Kontaktarm 1 ausgelenkt wird. Auf diese Weise wird eine möglichst gleichförmige, allmähliche Auslenkung der Bimetall-Platte und zugleich des Kontaktarmes erzielt.The contact arm 18 carries one in the illustrated embodiment circular bimetal plate, which in the middle area of the contact arm 18 to this is attached. The bimetal plate causes the contact arm to move 18 as soon as it is deformed by the effects of heat. In the illustrated embodiment it is assumed that the bimetal plate meets the contact arm 18 in the one shown in FIG Keeps position at normal temperature, so that a contact between the two contact pieces 20 and 21 is made. As soon as the temperature changes, then the contact arm becomes 13 raised and thus the electrically conductive connection between the contact pieces 20 and 21 repealed. The arrangement is such that the bimetal plate 22 adjoins the clamped area 19 of the contact arm and the support plate 3. A little further inside the support plate 3 is provided with a depression 23 which lies within the surface area of the bimetal plate 22 and the contact arm 18 deflects downward, as shown in FIG. 1. The nub-like one formed by the depression The projection on the underside practically forms the pivot axis around which the The bimetal plate is deformed and around which the contact arm 1 deflected will. In this way, a gradual deflection that is as uniform as possible is achieved the bimetal plate and at the same time the contact arm achieved.
Auf der zum Gehäuseinneren hin liegenden Seite des Isolators 7 besitzt dieser einen konkaven Wandungsbereich 24, der die Kontaktstücke 20 und 21 beiderseits zu den Gehäuseseitenwandungen abschirmt und der verhindert, daß beim Öffnen des Kontaktes entstehende Funken die Gehäusewandung erreichen können.Has on the side of the insulator 7 lying towards the inside of the housing this a concave wall area 24, which the contact pieces 20 and 21 on both sides to the housing side walls and prevents that when you open the Contact generated sparks can reach the housing wall.
Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Thermostaten bzw. Thermostatschalters ist folgende.The operation of the thermostat or thermostat switch described above is the following.
Bei einer Temperaturänderung wird die Bimetall-Platte 22 aus ihrer geometrischen Konfiguration ausgelenkt.When the temperature changes, the bimetal plate 22 is out of their geometrical configuration deflected.
Im Ruhezustand, der in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Bimetall-Platte nach der Oberseite des Gehäuses hin konvex und wird infolge der Temperaturänderung so ausgelenkt, daß sie nach der Gehäuseunterseite hin konvex gewölbt wird. Hierdurch wird der Kontaktarm 18 mitgenommen und schwenkt um den Noppen 23 nach oben, so da3 die beiden Kontaktstücke 20 und 21 voneinander getrennt und damit der Stromkreis geöffnet wird. Bei einer Temperaturänderung in der entgegengesetzten Richtung ist die Wirkung umgekehrt, so daß die Kontaktstücke wieder zusammengeführt werden.In the rest state, which is shown in Fig. 1, the bimetallic plate is towards the top of the case convex and becomes due to the temperature change deflected so that it is convexly curved towards the bottom of the housing. Through this the contact arm 18 is taken along and swivels around the knob 23 upwards, so da3 the two contact pieces 20 and 21 separated from each other and thus the circuit is opened. When the temperature changes in the opposite direction it is the effect reversed, so that the contact pieces are brought together again.
Die keilförmigen Ansätze 13 und 14 bewirken, daß das Ende des Kontaktarmes 18, welches in der oben beschriebenen Weise mit der Tragplatte 3 fest verbunden ist, stets fest gegen die Tragplatte angedrückt gehalten wird, so daß der Kontaktdruck zwischen den Kontaktstücken 20 und 21 jederzeit konstant gehalten wird. Diese Maßnahme bewirkt, daß der Arbeitspunkt des Thermostaten stabil bleibt. Hierzu trägt auch der der Einsenkung 23 gegenüberliegende Noppen, an welchen der Kontaktarm 1 anliegt, bei.The wedge-shaped lugs 13 and 14 cause the end of the contact arm 18, which is firmly connected to the support plate 3 in the manner described above is always pressed firmly against the support plate is held so that the contact pressure between the contact pieces 20 and 21 is constant at all times is held. This measure ensures that the operating point of the thermostat is stable remain. To this end, the knobs lying opposite the depression 23 also bear on which the contact arm 1 rests at.
Ein weiterer Vorteil des vorstehend beschriebenen Thermostaten besteht darin, daß ein Funkenflug des Öffnungsfunkens der Kontaktstücke verhindert wird.There is another advantage of the thermostat described above in that flying sparks of the opening spark of the contact pieces is prevented.
Da der Isolator 7 aus einem keramischen Werkstoff besteht, ist die Gehäusewandung gegen diesen Funkenflug geschützt.Since the insulator 7 is made of a ceramic material, the Housing wall protected against flying sparks.
In gleicher Weise sind die obere und die untere Wandung des Kunststoffgehäuses 2 durch die beiden Metallplatten, nämlich die Tragplatte 3 und die Grundplatte 4 gegen diesen Funkenflug geschützt. Diese Metallplatten werten daher vorzugsweise in einer Dicke um beispielsweise 0,5 mm herum gefertigt.The upper and lower walls of the plastic housing are in the same way 2 through the two metal plates, namely the support plate 3 and the base plate 4 protected against these flying sparks. These metal plates are therefore preferred manufactured in a thickness of around 0.5 mm, for example.
Zu erwähnen ist noch, daß der Isolator 7 nicht unbedingt aus einem keramischen Werkstoff bestehen muß, sondern auch aus einem anderen wärmebeständigen, schwer entflammbaren und elektrisch isolierendem Werkstoff gefertigt werden kann.It should also be mentioned that the insulator 7 does not necessarily consist of one ceramic material, but also of another heat-resistant, flame retardant and electrically insulating material can be manufactured.
Es ist ferner ersichtlich, daß die Zusammenfügung der elektrisch wirksamen Teile leicht und gegebenenfalls maschinell erfolgen kann und diese vormontierte Einheit in das bereitstehende Gehäuse eingeführt und schließlich mittels einer Vergußmasse, z.B. durch Tauchen endgültig verschlossen werden kann.It can also be seen that the assembly of the electrically effective Parts can be done easily and, if necessary, by machine and this pre-assembled Unit introduced into the housing provided and finally by means of a potting compound, e.g. can be finally closed by immersion.
Die Zeichnung läßt erkennen, daß der Thermostat als solcher auch sehr kleine Abmessungen besitzen kann, weil er nur wenige, aber auch funktionssichere Teile enthält.The drawing shows that the thermostat as such is also very Can have small dimensions because it is only a few, but also functionally reliable Contains parts.
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Legal Events
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