DE3701240A1 - Thermostat - Google Patents

Thermostat

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Abstract

The thermostat is used for temperature limiting and for overcurrent protection of a downstream-connected installation. It has two electrical connections (2) whose link consists of a contact link (7) which is mounted on the switching pin (5). The bimetallic disc (4), which acts in a snapping manner in the event of excess temperature, is located underneath the switching pin (5). Located in the circuit is a thick-film resistor (6) which heats up in the event of an irregularity in the circuit and whose heat is transmitted to the bimetallic disc, said bimetallic disc lifting the switching pin as a result of its snap-action movement so that the current through the contact link (7) is interrupted and this interruption is maintained until the external electrical power supply is interrupted. The thick-film resistor (6) can be preheated by external control, and the temperature difference between switching on and switching back can thus be regulated. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermostaten mit einem Thermoelement mit Schnappwirkung zur Temperaturbegrenzung und Ueberstromsicherung, wie er im Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 beschrieben ist.The invention relates to a thermostat with a Snap-action thermocouple for temperature limitation and overcurrent protection, as in the preamble of the patent Claim 1 is described.

Derartige Thermostaten finden auf zahlreichen Gebieten Verwendung. An ihre Funktion werden hohe Anforderungen ge­ stellt, ansonst in den nachgeschalteten, d.h. in den zu überwachenden Anlagen, beträchtliche Schäden entstehen. Das Aggregat muss auch nach längeren Ruhepausen auf Anhieb wieder voll funktionieren.Such thermostats can be found in numerous fields Use. High demands are placed on their function otherwise, in the downstream, i.e. in the too monitoring systems, considerable damage. The unit has to work right away even after long breaks work fully again.

Ziel der Erfindung ist ein sicher funktionierendes Ge­ rät von einfachem Aufbau. Unabhängig davon ob es mehr oder weniger oft beansprucht wird, müssen die einmal eingestellten Werte auch über eine längere Einsatzdauer voll beibehalten werden. The aim of the invention is a safe functioning Ge advises of a simple structure. Regardless of whether there is more or if it is used less often, it must be set once Maintain values fully even over a longer period of use will.  

Dies wird erreicht mit einem Thermostaten, der die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 aufweist.This is achieved with a thermostat that the Features of the characterizing part of patent claim 1 having.

In den Ansprüchen 2 bis 6 sowie in den Verfahrensan­ sprüchen 7 bis 9 sind spezielle beispielsweise Merkmale des Thermostaten, welcher mit zwei oder vier elektrischen An­ schlussklemmen versehen sein kann, beschrieben. Sind vier Klemmen angeordnet, ermöglicht dies eine Temperaturhysterese- Einengung, d.h. die Temperaturdifferenz zwischen dem Ein- und Rückschalten des Thermostaten kann leichter und genauer reguliert werden.In claims 2 to 6 and in the process sayings 7 to 9 are special, for example, features of Thermostats, which with two or four electrical An closing clamps can be described. Are four Arranged terminals, this enables a temperature hysteresis Narrowing, i.e. the temperature difference between the input and switching the thermostat down can be easier and more accurate be regulated.

In der Zeichnung sind je in einem Längsschnitt zwei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Thermostaten dar­ gestellt. Es zeigen, je in zwei um 90° gedrehten SeitenansichtenIn the drawing there are two in a longitudinal section Exemplary embodiments of thermostats according to the invention posed. They each show in two side views rotated by 90 °

Fig. 1 eine einfachere Ausführungsform mit zwei elektrischen Anschlussklemmen, und Fig. 1 shows a simpler embodiment with two electrical terminals, and

Fig. 2 eine aufwendigere Ausführungsform mit zwei elektrischen Anschlussklemmen und zwei zu­ sätzlichen Betriebsanschlussklemmen für die genaue Abstimmung bzw. das Vorheizen des Druckschichtwiderstandes. Fig. 2 shows a more complex embodiment with two electrical connection terminals and two additional operating connection terminals for the precise adjustment or preheating of the printing layer resistor.

Gleiche Teile weisen in beiden Figuren gleiche Bezugs­ ziffern auf.The same parts have the same reference in both figures number on.

Der Gehäuseteil 1 ist topfförmig ausgebildet. Auf dem Innenboden befindet sich der, vorzugsweise die Form eines Quadranten mit Innenloch aufweisende Dickschichtwiderstand 6, welcher durch eine als Verschluss für seine Fixierung im Gehäuse wirkende Abdeckung 10 isoliert ist. In einer Ausnehmung 14 des Bodens des topfförmigen Gehäuses 1 be­ findet sich das Thermoelement in Form einer im nichterwärm­ ten Zustand konkav gebogenen Bimetall-Schnappscheibe 4. Nach Erwärmen auf eine vorbestimmte Grenztemperatur schnappt diese Scheibe in ihre konvex gebogene Form. Unter der Wir­ kung der Druckfeder 9 liegt der zentrale Schaltstift 5 auf der Bimetallscheibe 4 auf, schnellt bei deren Schnappen hoch und schaltet dabei über die vom Schaltstift 5 hochgehobene, auf den beiden Kontakten 27 bzw. 270 der Stromanschlüsse 2 bzw. 20 aufliegende Kontaktbrücke 7 bzw. 70, den Strom aus.The housing part 1 is cup-shaped. Located on the inner bottom is the thick-film resistor 6 , preferably in the form of a quadrant with an inner hole, which is insulated by a cover 10 acting as a closure for fixing it in the housing. In a recess 14 of the bottom of the pot-shaped housing 1 be the thermocouple is in the form of a concavely bent bimetallic snap disk 4 in the non-heating state. After heating to a predetermined limit temperature, this pane snaps into its convexly curved shape. Under the effect of the compression spring 9 , the central switching pin 5 rests on the bimetallic disc 4 , snaps up when it snaps and switches over the contact bridge 7 lifted by the switching pin 5 , resting on the two contacts 27 and 270 of the power connections 2 and 20 or 70 , the electricity off.

Der Kunststoffdeckel 8 dient einerseits der Elektro­ und Wärmeisolation und presst anderseits die Enden der die Kontakte 27 tragenden Anschlüsse 2 auf den Dickschichtwider­ stand 6, so dass die elektrische Verbindung gewährleistet ist. Der auf der Unterseite des topfförmigen Gehäuses 1 auf­ gesetzte Metallboden 3, vorzugsweise aus Aluminium oder Messing, dient, nebst dem Verschliessen der Ausnehmung 14 für die Bimetallscheibe 4, auch der Uebertragung der im Dickschichtwiderstand entwickelten Wärme auf die Bimetall­ scheibe 4.The plastic cover 8 serves on the one hand for electrical and thermal insulation and, on the other hand, presses the ends of the connections 2 carrying the contacts 27 onto the thick-film resistor 6 , so that the electrical connection is ensured. The on the bottom of the pot-shaped housing 1 set metal base 3, preferably of aluminum or brass, is used, together with the closing of the recess 14 for the bimetallic disc 4, and the transfer of the developed in the thick-film resistor heat to the bimetal disc. 4

Wie Fig. 2 zeigt, kann der Thermostat durch die Anordnung von bekannten zusätzlichen Widerstandsdrähten 11 zwischen den Stromanschlüssen 2 und 20, als Ueberstromthermostat eingesetzt wer­ den, wobei durch Erwärmen der Widerstandsdrähte 11 der Strom­ fluss unterbrochen wird. Die Stärke der Ueberstromsicherung richtet sich nach dem entsprechend berechneten Querschnitt der Widerstandsdrähte bzw. deren Einbau im Gehäuse 1.As shown in FIG. 2, the thermostat can be used as an overcurrent thermostat by the arrangement of known additional resistance wires 11 between the power connections 2 and 20 , the flow being interrupted by heating the resistance wires 11 . The strength of the overcurrent protection depends on the correspondingly calculated cross section of the resistance wires or their installation in the housing 1 .

Wird der vorbeschriebene Thermostat zur Temperaturbe­ grenzung eingesetzt, bewirkt die schnappende Bimetallscheibe 4 mit dem benachbarten, jedoch nicht in direktem Kontakt mit ihr stehenden Dickschichtwiderstand 6, dass nach dem Schnappen der Bimetallscheibe 4, diese durch den nun über den Widerstand fliessenden Strom und die daraus erfolgende Erwärmung nicht zurückschaltet und somit die Offenhaltung der Kontaktbrücke 7 gewährleistet bleibt. Mach dem Abschal­ ten des Stroms wird die Verbindung der Stromanschlüsse 2 bzw. der Kontakte 27 infolge Erkalten des Thermostaten und Rückschalten der Bimetallscheibe 4 von der Kontaktbrücke 70 geschlossen.If the above-described thermostat is used to limit the temperature, the snapping bimetallic disc 4 with the adjacent, but not in direct contact with, the thick-film resistor 6 causes that after snapping the bimetallic disc 4 , this through the current flowing through the resistor and the resultant current Heating does not switch back and thus the contact bridge 7 remains open. Mach the shutdown of the current, the connection of the power connections 2 or the contacts 27 is closed by the contact bridge 70 as a result of the thermostat cooling down and the bimetallic disc 4 being switched back.

Der Erfindungsgedanke liegt also darin, dass der mit den Stromanschlüssen 2 verbundene Dickschichtwiderstand 6, isoliert von der Bimetallscheibe 4, im Thermostaten ange­ ordnet ist. Das Thermostatgehäuse 1 ist spannungsfrei und die Isolation des Dickschichtwiderstandes 6 erfolgt durch die Abdeckung 10.The idea of the invention is therefore that the thick-film resistor 6 connected to the power connections 2 , isolated from the bimetallic disc 4 , is arranged in the thermostat. The thermostat housing 1 is voltage-free and the insulation of the thick-film resistor 6 takes place through the cover 10 .

Die Verbindung der Stromanschlüsse 2 mit dem Dickschicht­ widerstand 6 erfolgt durch Ultraschallschweissung, wobei die Füsse des Deckels 8 auf den Dickschichtwiderstand gepresst werden. Eine zusätzliche Verbindung der Stromanschlüsse 2 mit dem Dickschichtwiderstand 8 ist durch eine Lötverbindung, welche durch Erwärmen der eingebrachten Lötschicht in einem Ofen erfolgt, gewährleistet.The connection of the power connections 2 with the thick-film resistor 6 is carried out by ultrasonic welding, the feet of the cover 8 being pressed onto the thick-film resistor. An additional connection of the power connections 2 with the thick-film resistor 8 is ensured by a solder connection, which is carried out by heating the introduced solder layer in an oven.

Aufbau und Funktion der Ausführungsvariante nach Fig. 2 stimmt mit der Ausführung nach Fig. 1 überein. Zusätzlich weist der Thermostat zwei weitere, von aussen anschliessbare, in seinem Innern eine Verbindung zu den elektrischen Normal­ anschlüssen 2 bildende, elektrische Anschlüsse 20 auf. Die Klemmen der Zusatzanschlüsse 20 sind vorzugsweise um 90 Win­ kelgrade zu den Normalanschlüssen 2 an der Aussenwand des Gehäuses 1 angeordnet. Je nach Auslegung der ohmschen Wider­ standsgrösse des Dickschichtwiderstandes 6 dienen die Zusatz­ anschlüsse 20 über die Leitungen 11 und 2, einem Vorheizen des Dickschichtwiderstandes 6, wodurch die Temperaturdifferenz zwischen dem Ein- und Rückschalten des Thermostaten, d.h. die sogenannte Hysterese, reguliert werden kann.The structure and function of the embodiment variant according to FIG. 2 corresponds to the embodiment according to FIG. 1. In addition, the thermostat has two further electrical connections 20 , which can be connected from the outside and form a connection to the normal electrical connections 2 on the inside. The terminals of the additional connections 20 are preferably 90 degrees kelgrade to the normal connections 2 on the outer wall of the housing 1 . Depending on the design of the ohmic resistance value of the thick-film resistor 6 , the additional connections 20 are used via lines 11 and 2 , preheating the thick-film resistor 6 , as a result of which the temperature difference between switching the thermostat on and off, ie the so-called hysteresis, can be regulated.

Claims (9)

1. Thermostat zur Temperaturbegrenzung und Ueberstrom­ sicherung, mit einer Dickschichtwiderstandseinrichtung, mindestens zwei Stromanschlüssen sowie einem Thermoelement mit Schnappwirkung, dadurch gekennzeichnet, dass die Dick­ schichtwiderstandseinrichtung (6) auf dem Innenboden eines topfförmigen Gehäuseteils (1) angeordnet ist, dass zwischen dem seitlichen Rand der Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) und der Gehäuseinnenwand (1) Isolationsverschlüsse (10) angeordnet sind, dass in einem Gehäuseteil unterhalb des topfförmigen Teils (1) ein Thermoelement (4), z.B. Bimetall­ scheibe, wärmeisoliert angeordnet ist, und dass im weiteren ein zentral auf dem Thermoelement (4) abgestützter, in den topfförmigen Teil (1) reichender, durch eine Oeffnung der Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) hindurchdringender und, zwecks Unterbrechung des Stromkreises mit einer anheb­ baren Kontaktbrücke (2) verbundener Schaltstift (5) ange­ ordnet ist. 1. Thermostat for temperature limitation and overcurrent protection, with a thick-film resistor device, at least two power connections and a thermocouple with snap action, characterized in that the thick-film resistor device ( 6 ) is arranged on the inner bottom of a pot-shaped housing part ( 1 ) that between the side edge of the Thick-film resistance device ( 6 ) and the housing inner wall ( 1 ) insulation closures ( 10 ) are arranged that in a housing part below the cup-shaped part ( 1 ), a thermocouple ( 4 ), for example bimetallic washer, is arranged in a heat-insulated manner, and in the further one centrally on the Thermocouple ( 4 ) supported, in the pot-shaped part ( 1 ) reaching, through an opening of the thick-film resistor device ( 6 ) penetrating and, for the purpose of interrupting the circuit with a liftable contact bridge ( 2 ) connected switching pin ( 5 ) is arranged. 2. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im topfförmigen Teil (1) des Gehäuses auf der Dick­ schichtwiderstandseinrichtung (6) zwei radial, vorzugsweise einander gegenüberliegende, aus dem Gehäuseteil (1) geführte Stromanschlusspartien (2) abgestützt sind.2. Thermostat according to claim 1, characterized in that in the cup-shaped part ( 1 ) of the housing on the thick-film resistance device ( 6 ) two radially, preferably opposite, from the housing part ( 1 ) guided power connection parts ( 2 ) are supported. 3. Thermostat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass im topfförmigen Gehäuseteil (1) eine Druckfeder (9) angeordnet ist, die sich einerseits auf den Schaltstift (5), im Sinne eines Druckes in Richtung gegen das gespannte Thermoelement (4) zu, und anderseits auf ein Widerstands­ element (11) einer Ueberstromschaltung, im topfförmigen Teil (1) des Gehäuses abstützt.3. Thermostat according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure spring ( 9 ) is arranged in the cup-shaped housing part ( 1 ), which is on the one hand on the switching pin ( 5 ), in the sense of a pressure in the direction against the tensioned thermocouple ( 4th ) and, on the other hand, to a resistance element ( 11 ) of an overcurrent circuit, in the cup-shaped part (1) of the housing. 4. Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des topfförmigen Gehäuse­ teils (1), zwecks elektrischer Isolation, mit einem isolieren­ den Deckel (8) mit Seitenwänden ausgekleidet ist.4. Thermostat according to one of claims 1 to 3, characterized in that the interior of the pot-shaped housing part ( 1 ), for the purpose of electrical insulation, is lined with an insulating cover ( 8 ) with side walls. 5. Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) ein Quadrant mit Innenloch ist.5. Thermostat according to one of claims 1 to 4, characterized in that the thick-film resistance device ( 6 ) is a quadrant with an inner hole. 6. Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit vier Stromanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weiteren Stromanschlüsse (20) am Gehäuseteil (1) um 90 Win­ kelgrade zu den beiden ersten Stromanschlüssen (2) versetzt angeordnet sind und direkt oder über die ersten Stroman­ schlüsse (2) mit der Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) zwecks Vorheizens verbunden sind.6. Thermostat according to one of claims 1 to 4, with four power connections, characterized in that the two further power connections ( 20 ) on the housing part ( 1 ) by 90 degree degrees to the two first power connections ( 2 ) are arranged offset and directly or via the first power connections ( 2 ) are connected to the thick-film resistor device ( 6 ) for preheating. 7. Verfahren zur Verwendung eines Thermostaten nach An­ spruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdiffe­ renz zwischen dem Ein- und Rückschalten des Thermostaten, die sogenannte Hysterese, durch Regulieren der Stromzufuhr über die zwei zusätzlichen Stromanschlüsse (20), je nach Auslegung der ohmschen Widerstandsgrösse der Dickschicht­ widerstandseinrichtung, abgestimmt werden kann.7. The method for using a thermostat according to claim 6, characterized in that the temperature difference between switching the thermostat on and back, the so-called hysteresis, by regulating the power supply via the two additional power connections ( 20 ), depending on the design of the ohmic Resistance size of the thick film resistance device, can be tuned. 8. Verfahren zur Herstellung des Thermostaten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kon­ taktenden der Stromanschlüsse (2) mittels eines Deckels (8) gegen die Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) gepresst und die dadurch erhaltenen Kontaktverbindungen im Thermostaten mittels Ultraschall geschweisst werden.8. The method for producing the thermostat according to one of claims 1 to 6, characterized in that the contacting contacts of the power connections ( 2 ) are pressed by means of a cover ( 8 ) against the thick-film resistor device ( 6 ) and the contact connections thus obtained are welded in the thermostat by means of ultrasound will. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Ultraschweissung die Verbindungen der Kontaktstellen (2, 6) durch eine Lötverbindung ergänzt wer­ den, wonach die eingebrachte Lötschicht durch Erwärmen des Thermostaten in einem Ofen gelötet wird.9. The method according to claim 8, characterized in that in addition to the ultrasonic welding, the connections of the contact points ( 2 , 6 ) are supplemented by a soldered connection, after which the introduced solder layer is soldered by heating the thermostat in an oven.
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