DE3922917C2 - Verfahren zum Justieren eines thermostatischen Schalters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren eines thermostatischen Schalters.

Thermostatische Schnappschalter werden seit langem verwendet, um Motoren, Generatoren, Transformatoren und ähnliche elektrische Geräte zu schützen, indem sie den Kontakt zwischen dem Gerät und einer Stromquelle bei vorübergehendem Anstieg der Umgebungstemperatur unterbrechen und den Kontakt zwischen dem Gerät und der Stromquelle wiederherstellen, wenn die Umgebungstemperatur auf ein sicheres Niveau abgesunken ist.

Ein Verfahren zur Einstellung eines solchen Schalters ist aus US-PS 2 820 870 bekannt. Bei diesem läßt sich der Druck, der auf eine Schnappvertiefung einer Bimetallfeder des Schalters im nicht deformierten Zustand der Feder ausgeübt wird und damit die Temperatur, bei der die Feder umschnappt, durch Einstellung einer Schraube einstellen. Nachdem die Umgebungstemperatur genügend abgesunken ist, um die Rückstelltemperatur zu erreichen, nimmt die Schnapp- Vertiefung wieder ihre vorherige Gestalt ein, so daß die Bimetall-Blattfeder in den nicht deformierten Zustand zurückkehrt.

Ein nach diesem Verfahren justierter Schalter kann die betreffende Vorrichtung vor erhöhten Umgebungstemperaturen schützen. Die Rückstelltemperatur kann jedoch nicht eingestellt werden, und somit kann die Rückstelltemperatur des Schalters wesentlich niedriger sein als die zur sicheren Betätigung der Vorrichtung notwendige Temperatur. Dadurch kann der nachteilige Effekt eintreten, daß, obwohl die Umgebungstemperatur auf einem sicheren Niveau liegt, die Vorrichtung betriebslos bleibt, bis sich die Umgebung auf die unnötig niedrige Rückstelltemperatur abgekühlt hat.

US-PS 4 672 353 beschreibt einen thermostatischen Schalter, dessen Bimetall-Blattfeder eine flache muldenartige Zone aufweist. Zur Justierung der Blattfeder ist eine Einprägung oder Sicke vorgesehen, die bei geschlossenem Schaltkontakt eine Anpreßkraft auf die muldenartige Zone der Blattfeder ausübt. Die Anpreßkraft wird durch Einformung der Einprägung eingestellt. Sie bestimmt die Betätigungstemperatur des Schalters, bei der die Bimetall- Blattfeder aus einer Position, in der der Schaltkontakt geschlossen ist, in eine Position umschnappt, in der der Schaltkontakt geöffnet ist.

Nachteilig ist, daß bei den bekannten Verfahren die Rückstelltemperatur, bei der die Blattfeder aus ihrer deformierten Position in ihre nicht deformierte Position umschnappt, nicht justierbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Justieren eines thermostatischen Schalters anzugeben, mit dem sowohl die Betätigungs- als auch die Rückstelltemperatur nach Montage des Schalters individuell und unabhängig voneinander mit hoher Genauigkeit eingestellt werden können.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines thermostatischen Schalters mit einem eingestellten Betriebstemperaturbereich, bei dem sowohl die Betätigungs- als auch die Rückstelltemperatur einstellbar sind. Folglich läßt sich der Betriebstemperaturbereich so wählen, daß die elektrische Vorrichtung realistischer als beim Stand der Technik geschützt wird, indem ein eingestellter Betriebstemperaturbereich verwendet wird, der der bevorzugte Soll-Betriebstemperaturbereich der elektrischen Vorrichtung sein kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach dem Einstellen der Betätigungstemperatur die Blattfeder im deformierten Zustand noch einmal vorgespannt, und zwar so, daß die Rückstelltemperatur auf einen über dem natürlichen Rückstelltemperaturbereich liegenden Betrag nach oben hin in Richtung auf die Betätigungstemperatur verändert wird.

Bei dem Verfahren wird eine Umgebungstemperatur für den Schalter erzeugt, die zunächst der eingestellten Soll- Betätigungstemperatur gleich ist. Bei einer derartigen Umgebungstemperatur befindet sich die Blattfeder im nicht deformierten Zustand, und das bewegliche Kontaktteil liegt gegen das feststehende Kontaktteil an. Ein an dem länglichen Teil ausgebildeter hebelartiger Einstellvorsprung drückt kräftig gegen die Schnapp- Vertiefung und spannt dadurch die Blattfeder derart vor, daß die Schnapp-Vertiefung in ihren deformierten Zustand umschnappt. Im deformierten Zustand der Blattfeder befindet sich der bewegliche Kontakt in einem Abstand von dem feststehenden Kontakt, und die andere Seite der Blattfeder liegt gegen ein Stufenteil an, das an dem länglichen Teil vorgesehen ist. Anschließend wird die Umgebungstemperatur so abgesenkt, daß sie der eingestellten Soll-Rückstelltemperatur gleicht. Dann wird das Stufenteil in Richtung auf den feststehenden Kontakt in eine feste Position bewegt, in der die Blattfeder vorgespannt wird, so daß die Schnapp- Vertiefung zu dem leitenden Teil hin zurückschnappt. Da sowohl die Betätigungstemperatur als auch die Rückstelltemperatur des Betriebstemperaturbereiches exakt eingestellt sind, läßt sich ein eng bemessener Betriebstemperaturbereich erzielen, der gleich dem Soll- Bereich von Betriebstemperaturen des elektrischen Gerätes sein kann, zu dessen Schutz der Schalter vorgesehen ist. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, die gewährleistet, daß das kippsockelartige Teil im wesentlichen positionsfest bleibt, wenn das Stufenteil wieder in seine vorherige Position rückgeführt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische seitliche Schnittansicht eines thermostatischen Schalters im geschlossenen Zustand,

Fig. 2 eine schematische seitliche Schnittansicht eines thermostatischen Schalters im offenen Zustand,

Fig. 3 eine schematische seitliche Schnittansicht eines thermostatischen Schalters mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten eingestellten Betriebstemperaturdifferenz und

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten länglichen Anschlußstreifens.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines thermostatischen Schalters 1. Der Schalter 1 weist einen länglichen, elektrisch leitenden Anschlußstreifen 10, einen feststehenden Kontakt 20, eine Bimetall-Blattfeder 40 und einen beweglichen Kontakt 45 auf. Ein mit 30 bezeichnetes Teil des Schalters ist vorgesehen, um den feststehenden Kontakt 20 so zu montieren, daß er von dem Anschlußstreifen 10 beabstandet ist und diesem gegenüberliegt. Die Bimetall-Blattfeder 40 wird an einem Ende 42 mit dem beweglichen Kontakt 45 und an dem anderen Ende 44 durch einen Schweißknopf 43 mit dem Anschlußstreifen 10 verbunden. Das andere Ende 42 der Bimetall-Blattfeder 40 erstreckt sich frei längs einer Seite des Anschlußstreifens 10, wobei es dem feststehenden Kontakt 20 gegenüberliegt. Der bewegliche Kontakt 45 liegt dem feststehenden Kontakt 20 gegenüber. Die Bimetall-Blattfeder 40 ist versehen mit einem schalenartigen oder kalottenförmigen Abschnitt, der eine Schnapp-Vertiefung 46 bildet, die zwischen den Enden 42 und 44 angeordnet ist. In Fig. 1 ist die Bimetall-Blattfeder 40 in ihrem anfänglichen, nicht deformierten Zustand gezeigt, bei dem der bewegliche Kontakt 45 gegen den feststehenden Kontakt 20 anliegt, um den geschlossenen Zustand des Schalters 1 zu bilden. In dem Anschlußstreifen 10 läßt sich ein kippsockelartiger Einstellvorsprung 16 ausbilden, der gegen die Schnapp- Vertiefung 46 der Bimetall-Blattfeder 40 drückt, wenn sich diese im nicht deformierten Zustand befindet. Fig. 2 zeigt den thermostatischen Schalter im offenen Zustand, bei dem die Schnapp-Vertiefung 46 zu dem feststehenden Kontakt 20 geschnappt ist, um den deformierten Zustand der Bimetall-Blattfeder 40 herzustellen. Im deformierten Zustand der Bimetall-Blattfeder 40 ist der bewegliche Kontakt 45 mit Abstand zu dem feststehenden Kontakt 20 angeordnet, und das Ende 42 der Blattfeder, welches dem zur Befestigung der Blattfeder vorgesehenen Ende 44 gegenüberliegt, liegt gegen eine Kontaktstelle an, die mit dem Anschlußstreifen 10 verbunden ist. Die Kontaktstelle kann ein Anschlagvorsprung 18 sein, der an dem Ende 14 des Anschlußstreifens 10 angeordnet ist. Der Vorsprung 18 verhindert, daß die Blattfeder 40 aufgrund eines Lichtbogens zwischen den Kontakten am Anschlußstreifen 10 angeschweißt wird. Der Vorsprung 18 ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, und die Kontaktstelle kann einfach aus der dem feststehenden Kontakt 20 gegenüberliegenden Oberfläche des Anschlußstreifens 10 bestehen.

Bimetall-Blattfedern wie die Blattfeder 40 werden normalerweise hergestellt, indem zwei Metalle, die verschiedene Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, unter großem Druck gepreßt werden. Die Schnapp-Vertiefung wie die in Fig. 1 mit 46 bezeichnete wird in einem anschließenden Herstellungsschritt gebildet. Obwohl bei der Herstellung von Bimetall-Blattfedern sorgfältig darauf geachtet wird, daß gleichförmige Betriebseigenschaften für eine bestimmte Blattfeder-Ausführungsform erzielt werden, existieren leichte Exemplarstreuungen zwischen zwei beliebigen Blattfedern einer bestimmten Ausführungsform. Folglich kann, wie zuvor erwähnt, für eine bestimmte Ausführungsform einer Blattfeder statt einer exakten Betätigungstemperatur lediglich ein Bereich von Betätigungstemperaturen, bei denen die Schnapp-Vertiefung 46 zur Herbeiführung des deformierten Zustandes der Blattfeder 40 zu dem feststehenden Kontakt 20 schnappt, und statt einer exakten Rückstelltemperatur lediglich ein Bereich von Rückstelltemperaturen angegeben werden, bei denen die Schnapp-Vertiefung 46 zur Rückführung der Blattfeder 40 in den nicht deformierten Zustand zum Anschlußstreifen 10 zurückschnappt. Die für das Verfahren gewählte Blattfeder sollte einen für diese bestimmte Blattfeder vorgesehenen Bereich von Betätigungstemperaturen haben, der über der gewünschten einzustellenden Betätigungstemperatur liegt. Zudem sollte die Blattfeder einen für diese bestimmte Blattfeder vorgesehenen Bereich von Rückstelltemperaturen haben, der unter der gewünschten einzustellenden Rückstelltemperatur liegt.

Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird der im Anschlußstreifen 10 ausgebildete kippsockelartige Einstellvorsprung 16 während des nicht deformierten Zustandes der Blattfeder 40 kräftig, d. h. mit zum Vorspannen der Bimetall-Blattfeder 40 ausreichender Kraft, gegen die Schnapp-Vertiefung 46 gedrückt. Bei dem Verfahren wird also die Schnapp-Vertiefung 46 durch den Vorsprung 16 in einem solchen Maß vorgespannt, daß die eingestellte Betätigungstemperatur der Blattfeder 40 unter den für eine bestimmte Ausführungsform der Bimetall-Blattfeder 40 vorgesehenen Bereich von Betätigungstemperaturen absinkt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schalter 1 in einer Umgebungstemperatur erwärmt wird, die zunächst gleich der Soll-Betätigungstemperatur ist. Dann wird der Vorsprung 16 derart eingeformt, daß er gegen die Schnapp-Vertiefung 46 drückt und dadurch die Vertiefung 46 veranlaßt, gegen den feststehenden Kontakt 20 zu schnappen. Wie Fig. 3 zeigt, ist das Verfahren auch dazu vorgesehen, nach dem beschriebenen exakten Einstellen der Betätigungstemperatur die Rückstelltemperatur einzustellen. Zu diesem Zweck wird die Umgebungstemperatur auf einen Wert abgesenkt, der gleich der Soll-Rückstelltemperatur ist, und anschließend wird die Kontaktstelle (Vorsprung 18 in der bevorzugten Ausführungsform) in Richtung auf den feststehenden Kontakt 20 in eine feste Position bewegt, in der die Vertiefung 46 zum Anschlußstreifen 10 schnappt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird dieser Bewegungsschritt durchgeführt, indem der Anschlußstreifen 10 einfach in Richtung auf den feststehenden Kontakt 20 gebogen wird, wobei gewährleistet sein muß, daß der Vorsprung 16 im wesentlichen stationär bleibt.

Das Verfahren läßt sich für eine Vielzahl verschiedener thermostatischer Schalter verwenden. Es ist lediglich erforderlich, daß der Schalter das erwähnte längliche Teil aufweist. Beispielsweise können der Anschlußstreifen 10 und das Schalterteil 30 zwei mit Abstand zueinander angeordnete Anschlußstreifen sein, die voneinander isoliert und in einem elektrisch leitenden Gehäuse montiert sind. Bei einer derartigen Ausführungsform bestände das längliche Teil aus dem Anschlußstreifen 10. Alternativ kann der Anschluß 10 aus der Bodenwand einer elektrisch leitenden Dose und das Schalterteil 30 aus dem Deckel der Dose bestehen. In diesem Fall bestände der längliche Teil aus der Bodenwand der Dose. Diese Ausführungsform ist der Schalteranordnung ähnlich, die in US-Patent 3 430 177 beschrieben ist. Wie bereits erwähnt, kann das Schalterteil 30 ein länglicher Anschlußarm sein, der von einem Ende eines Gehäuses her frei absteht und an seinem anderen Ende mit dem feststehenden Kontakt 20 verbunden ist. Bei einem derartigen Schalter läßt sich die Blattfeder 40 wiederum frei auskragend an einem Abschlußstift befestigen, der am Ende des Gehäuses von dem Anschlußarm isoliert montiert ist. Das längliche Teil dieses Schalters würde in diesem Fall aus einer Gehäusewand bestehen, und die Bimetall-Blattfeder 40 als solche wäre nicht direkt mit dem länglichen Teil verbunden. Bei jeder Ausführungsform läßt sich der Einstellvorsprung 16 herstellen, indem das längliche Teil an einer Stelle in der Nähe der Schnapp-Vertiefung 46 eingedellt wird. Bei der Ausführungsform gemäß US-Patent 3 430 177 läßt sich der Schritt des Biegens durchführen, indem die Dose an einer in der Nähe des Anschlagvorsprungs gelegenen Stelle deformiert wird, wie hier durch den Vorsprung 18 gezeigt ist. Auch andere Möglichkeiten des Vorspannens sind möglich.

Fig. 4 veranschaulicht eine Möglichkeit, zu gewährleisten, daß beim Biegen des Endes 14 in Richtung auf den feststehenden Kontakt 20 der Vorsprung 16 im wesentlichen stationär bleibt. Bei dieser Ausführungsform wird das Ende 14 längs der Linien 50, 51 so durchschnitten oder durch Ausstanzen abgehoben, daß es eine Zunge 52 bildet, die den Vorsprung 18 trägt. Beim Einstellen der Rückstelltemperatur wird nur die Zunge 52 aufwärts gebogen, und somit bleibt der Vorsprung 16 im wesentlichen in seiner ursprünglichen Position. Ferner könnte das Ende 42, ohne geschnitten zu werden, anfangs in einem höher als in der Zeichnung gezeigten Teil angeordnet werden, so daß zum Einstellen der Rückstelltemperatur nur eine sehr geringe Bewegung benötigt würde, wobei der Vorsprung 16 wiederum im wesentlichen in seiner ursprünglichen Position verbleiben würde.

Claims (4)

1. Verfahren zum Justieren eines thermostatischen Schalters, der einen festen ersten Kontakt (20), eine Bimetall-Blattfeder (40) mit einer Schnappvertiefung (46), einen beweglichen zweiten Kontakt (45), der mit einem Ende (42) der Bimetall-Blattfeder (40) verbunden ist, und ein längliches Stützteil (10) für die Bimetall-Blattfeder (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Umgebungstemperatur, die gleich der einzustellenden Betätigungstemperatur ist, in das Stützteil (10) ein kippsockelartiger Einstellvorsprung (16) so weit eingeformt wird, bis die Schnappvertiefung (46) in den deformierten Zustand (Fig. 2) der Bimetall-Blattfeder (40) umschnappt,
und daß danach in einer Umgebungstemperatur, die gleich der einzustellenden Rückstelltemperatur ist, eine Kontaktstelle (18) des Stützteils (10) bei stationärer Lage des Einstellvorsprungs (16) in Richtung auf den feststehenden ersten Kontakt (20) so weit in eine feststehende Position bewegt wird, bis die Bimetall-Blattfeder (40) unter Zurückbildung ihrer Vertiefung (46) in den ursprünglichen, nicht deformierten Zustand (Fig. 1) zurückschnappt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle (18) bewegt wird, indem das Stützteil (10) in Richtung auf den ersten Kontakt (20) gebogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellvorsprung eine in dem Stützteil (10) ausgebildete Einstelldelle (16) ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich ein durch Stanzen abgehobener Bereich (52) des Stützteils (10) in Richtung auf den ersten Kontakt (20) gebogen wird.