DE4006903A1 - Temperatur-regler - Google Patents

Description

Temperatur-Regler mit einem Ausdehnungs-Element in Form einer als Hohlkörper mit einer Flüssigkeit gefüllten sogenannten Membrane, einem von dem Ausdehnungs-Element über ein Übertragungsglied betätigten, eine Schnapp­ feder enthaltenden Schnappschalter, einem eine wählbare Position des Ausdehnungs-Elementes zum Schnappschalter bestimmendes Einstell-Element und einem in Abhängigkeit von der im Temperatur-Regler herrschenden Temperatur auf die Position des Ausdehnungs-Elementes zum Schnapp­ schalter wirkenden, die Umgebungstemperatur kompen­ sierenden Bimetall-Element, wobei die Membrane und das Bimetall-Element mit einem in einem Gehäuse angeord­ neten und die Wirkung des Einstell-Elementes aufnehmen­ den Federblech verbunden sind und wobei an dem Feder­ blech ein auf den Schnappschalter wirkendes Übertra­ gungsglied in Form eines Stiftes angeordnet ist.

Temperatur-Regler mit diesen Merkmalen sind seit langem in Gebrauch und daher allgemein bekannt. Bei einer der allgemein bekannten Ausführungsformen ist die Membrane als ein selbständiges Bauteil auf ein im Reglergehäuse quer zur Ausdehnungsrichtung des Ausdehnungs-Elementes angeordnetes, gegen die Schaltfeder bewegliches Feder­ blech geschraubt. Diese Ausführung ist konstruktiv sehr aufwendig und daher auch teuer. Außerdem erfordert sie wegen ihrer großen Bauhöhe einen tiefen Einbauraum in dem Gerät, in dem der Temperatur-Regler eingebaut ist.

Wenn solche Temperatur-Regler einer hohen Umgebungs­ temperatur ausgesetzt sind, folgen sie nicht mehr mit genügender Genauigkeit der Steuerung durch den vom Temperatur-Regler entfernt angeordneten Temperatur- Fühler. Sie schalten zu früh ab, weil sich die Aus­ dehnungsflüssigkeit nicht nur im Temperatur-Fühler, sondern auch unabhängig davon in der Membrane ausdehnt.

Zur Kompensierung der die Schaltungen des Reglers beeinträchtigenden Umgebungstemperatur sind Temperatur- Regler im Verkehr und daher allgemein bekannt, wobei ein Bimetallstreifen verwendet wird, der mit einem Ende auf dem Federblech befestigt ist und an dessen anderem Ende die Membrane angeschraubt ist. Diese Art der Kom­ pensierungseinrichtung ist ebenfalls konstruktiv sehr aufwendig und daher auch teuer und sie vergrößert zu­ sätzlich die Bauhöhe.

Häufig muß dem Temperatur-Regler zur Sicherung gegen Überhitzung ein separater Sicherheits-Temperatur-Regler zugeordnet werden. Dadurch wird die gesamte Regelein­ richtung erheblich verteuert und die Störungsanfällig­ keit erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperatur-Regler zu schaffen, bei dem die vorbeschrie­ benen Nachteile auf ein Mindestmaß reduziert sind. Der Regler soll insbesondere konstruktiv wesentlich ein­ facher sein, wobei auch die Kompensierungseinrichtung einbezogen ist. Er soll mit einer aus einfachsten Bau­ teilen bestehenden Überhitzungs-Sicherung ausrüstbar sein, so daß die Zuordnung eines separaten Sicherheits- Temperatur-Reglers entfällt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Temperatur-Regler der in der Beschrei­ bungseinleitung und im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung die Merkmale gemäß dem kennzeichnen­ den Teil des Anspruchs 1 aufweist.

Weitere Merkmale, insbesondere technische Vervollkomm­ nungen, gehen aus den Ansprüchen 2 bis 7 hervor.

Die Zusammenfassung der Membrane und des Federbleches zu einem Bauteil ist eine wesentliche bauliche Verein­ fachung und verringert die Bauhöhe.

Die einfache Gestaltung der Einrichtung zur Kompen­ sierung der Umgebungstemperatur durch Einlegen eines Bimetallstreifens in das Federblech ist eine weitere Vereinfachung eines solchen Temperatur-Reglers. Die Ausrüstbarkeit mit einer Übertemperatur-Sicherung ist ein weiterer beträchtlicher Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer sie bei­ spielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt etwa durch die Mitte des Temperatur-Reglers;

Fig. 2 einen neben dem Schnitt gem. Fig. 1 parallel zu diesem liegenden Schnitt mit einer Darstellung der Übertemperatur-Sicherung.

Der Temperatur-Regler ist in einem Gehäuse mit einem als Blechformteil in Form einer Halbschale ausgebildeten Oberteil 10 und einem ebenfalls als Halbschale aus Keramik ausgebildeten Unterteil 11 untergebracht. Diese beiden Bauteile sind über eine Zwischenplatte 12 mit­ einander vernietet. Aus dem Gehäuse-Oberteil 10 ist ein Befestigungsbügel 13 herausgestanzt und nach oben aus der Gehäuseoberfläche herausgekröpft. Dieser dient einerseits der Befestigung des Temperatur-Reglers an seinem Bestimmungsort.

In dem Gehäuseoberteil 10 ist eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer Einstellspindel 14 vorgesehen. Diese hat eine axiale Gewindebohrung, in der eine Justierschraube 15 axial schraubbar angeordnet ist. Das äußere Ende der Einstellspindel 14 ist zur Aufnahme eines in der Zeich­ nung nicht dargestellten Drehknopfes seitlich abgeflacht. Sie trägt eine senkrecht zur Spindelachse stehende Dreh-Begrenzungsscheibe 16 mit einer Anschlagnase 16a. Die Drehbewegung der Einstellspindel 14 wird durch Anschlag der Anschlagnase 16a der Dreh-Begrenzungs­ scheibe 16 an einem parallel zur Spindelachse stehenden, einen Anschlag 13a bildenden Teil des Befestigungsbügels 13 begrenzt.

Im oberen Gehäuseteil 10 ist parallel zur Ebene der Zwischenplatte 12 ein Federblech 17 angeordnet, welches mit einem Ende im Gehäuse fixiert ist und dessen ande­ res Ende frei im Raum steht. Aus dem mittleren Bereich des Federbleches 17 ist aus diesem eine unter der Justierschraube 15 liegende Zunge 18 herausgestanzt. An dem Federblech 17 ist zwischen diesem und der Zwischen­ platte 12 das Ausdehnungsorgan in Gestalt einer an sich bekannten, konzentrisch gewellten Membrane 19 an einer Membran-Trägerplatte 20 angeordnet. In diese ist das Verbindungs-Kapillarröhrchen 21 zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Temperatur-Fühler ein­ gelötet.

An dem freischwingenden Ende des Federbleches 17 ist ein durch einen Sicherungsring 22 senkrecht zur Feder­ blechebene gehaltenes Übertragungsglied in Gestalt eines durch eine Bohrung in der Zwischenplatte 12 in das Gehäuseunterteil 11 ragenden Keramikstiftes 23 befestigt. Unter dem Ende des Keramikstiftes 23 ist im Gehäuseunterteil 11 ein Schnappschalter mit einer Schaltfeder 24 und einer Schnappfeder 25 an einem auf dem Gehäuseboden angeordneten Schaltfederhalter 26 befestigt. Dieser ist an der der Peripherie des Gehäuses zugewandten Basis der Schaltfeder 24 als Kontaktfahne 26a ausgebildet. Er führt unterhalb der Schaltfeder 24 hindurch auf die andere Seite des Keramikstiftes 21 und bildet dort mit seinem aufwärtsgebogenen Ende 26b ein Widerlager für die Schnappfeder 25. Deren anderes Ende ist mit dem freien Ende der Schaltfeder 24 in einer Kontaktnase 24a verbunden. Diese ist zwischen zwei Kontakten 27, 28 beweglich, wovon der eine Kontakt 27 als über der Kontaktnase 24a gehaltene Kontaktfahne ausgebildet ist, während der andere Umschaltkontakt 28 auf dem Boden des Gehäuseunterteils 11 angeordnet ist.

Der erfindungsgemäße Temperatur-Regler ist mit einer Übertemperatur-Sicherung ausgestattet. Diese besteht hier aus einer Bimetallplatte 29, die unter dem Gehäuseunterteil 11 mit zwei einander gegenüberliegenden Seiten anliegend angeordnet ist. Sie hat in ihrer bei Erwärmung sich nach außen krümmender Mitte eine Bohrung, durch die ein Kopfbolzen 13 gesteckt ist, der durch eine Bohrung 11a im Gehäuseunterteil 11 bis an die Schaltfeder 24 reicht, mit der er verbunden ist. Das Gehäuseuntarteil 11 hat an seiner Innenseite koaxial zur Bohrung 11a eine zylindrische Ausdrehung 11b, in der eine Wendeldruckfeder 31 sitzt. Diese stützt sich einerseits im Gehäuseunterteil 11 und andererseits unter der Schaltfeder 24 ab.

Der Temperatur-Regler ist ferner mit einer Einrichtung zur Kompensierung einer höheren Umgebungstemperatur ausgestattet. Diese besteht darin, daß zwischen der Membran-Trägerplatte 20 und dem Federblech 17 ein Bimetallstreifen 32 angeordnet ist, der sich mit seinen beiden Enden auf der Membran-Trägerplatte 20 abstützt und auf dessen sich bei Erwärmung nach oben krümmendem Mittelteil das Federblech 17 abstützt.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Temperatur-Reglers ist folgendermaßen: Die gewünschte Schalttemperatur wird an der Einstell­ spindel 14 eingestellt. Solange die eingestellte Temperatur noch nicht erreicht ist, fließt der Strom über den Kontakt 26a am Schaltfederhalter 26, die Schaltfeder 24 und deren Kontaktnase 24a zum Ausgangs­ kontakt 27, an dem die Kontaktnase 24a der Schaltfeder 24 anliegt. Mit der Ausdehnungsbewegung der Membrane 19 wird der Keramikstift 23 gegen die Schaltfeder 24 gedrückt. Bei Erreichen der eingestellten Temperatur schnappt der Schnappschalter durch die Schnappfeder 25 über, wobei die Schaltfeder 24a ruckartig von dem Ausgangskontakt 27 abgehoben und gegen den Umschalt­ kontakt 28 bewegt wird.

Einem vorzeitigen Umschalten infolge einer höheren Umgebungstemperatur im Reglerbereich wird durch die Kompensationseinrichtung in der Weise entgegengewirkt, daß durch Krümmung des Bimetallstreifens 32 das Feder­ blech 17 mit dem daran befestigten Keramikstift 23 angehoben wird. Dadurch wird die effektive Länge des Keramikstiftes verringert. Der Schaltvorgang erfolgt erst nach größerer Ausdehnung der Membrane 19.

Einer Überhitzung im Reglerbereich wird dadurch ent­ gegengewirkt, daß sich bei zunehmender Wärme die Bimetallplatte 29 an der Unterseite des Gehäuseunter­ teils 11 nach außen krümmt. Diese Bewegung wird durch den in der Bimetallplatte 29 steckenden Kopfbolzen 30 auf die mit seinem anderen Ende verbundene Schaltfeder 24 übertragen, wobei diese gegen die Wirkung der Wendeldruckfeder 31 von dem Ausgangskontakt 27 gegen den Umschaltkontakt 28 in "Aus"-Stellung gezogen wird. Dadurch wird die Wirkung der Membrane 19 eliminiert. Wenn die Temperatur wieder aus dem Überhitzungsbereich abgesunken ist, bewegt sich die Mitte der Bimetall­ platte 29 mit dem Kopfbolzen 30 wieder gegen das Gehäuseunterteil 11. Die Wendeldruckfeder 31 drückt den Kopfbolzen 30 mit der Schaltfeder 24 wieder in die "Ein"-Stellung gegen den Ausgangskontakt 27 zurück. Die Wirkung der Membrane 19 ist wieder eingesetzt.

Claims (8)

1. Temperatur-Regler mit

• a) einem Ausdehnungs-Element in Form einer als Hohl­ körper ausgebildeten, mit einer Flüssigkeit gefüllten sogenannten Membrane,
• b) einem von dem Ausdehnungs-Element über ein Über­ tragungsglied betätigten, eine Schnappfeder ent­ haltenden Schnappschalter,
• c) einem eine wählbare Position des Ausdehnungs- Elementes zum Schnappschalter bestimmenden Ein­ stell-Element und
• d) einem in Abhängigkeit von der im Temperatur-Regler herrschenden Temperatur auf die Position des Aus­ dehnungs-Elementes zum Schnappschalter wirkenden, die Umgebungstemperatur kompensierenden Bimetall- Element, wobei
• e) die Membrane und das Bimetall-Element mit einem in einem Gehäuse angeordneten und die Wirkung des Einstell-Elementes aufnehmenden Federblech ver­ bunden sind und wobei
• f) an dem Federblech ein auf den Schnappschalter wirkendes Übertragungsglied in Form eines Stiftes angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

• g) daß das Federblech (17) die dem Schnappschalter (24, 25) zugekehrte Seite der Membrane (19) in Form einer Membranplatte (20) bildet,
• h) daß das Federblech (17) mit der Membrane (19), der Membranplatte (20) und dem Bimetall-Element (32) auf einer zwischen einem Gehäuseoberteil (10) und einem Gehäuseunterteil (11) in der Trennebene angeordneten Zwischenplatte (12) angeordnet ist,
• i) daß das Bimetall-Element (32) in Form eines Bimetallstreifens zwischen einem seitlich vor­ stehenden Teil der Membranplatte (20) und einem im Abstand darüber liegenden Teil des Feder­ bleches (17) so angeordnet ist, daß es sich mit seinen Enden an einem dieser Teile (17 oder 20) und mit seinem sich bei zunehmender Wärme gegen den anderen Teil (20 bzw. 17) krümmenden Mittel­ teil an diesem abstützt,
• j) daß das Einstell-Element (14, 15, 16) in einer parallel zur Zwischenplatte (12) verlaufenden Wand des Gehäuseoberteils (10) angeordnet ist, während der Schnappschalter mit der Schaltfeder (24) und der Schnappfeder (25) an der Innenseite des Gehäuseunterteils (11) angeordnet ist und
• k) daß die Außenseite des Gehäuseunterteils (1l) mit einer auf den Schnappschalter (24, 25) wirkenden Übertemperatur-Sicherung ausrüstbar ist.

2. Temperatur-Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertemperatur-Sicherung aus einer Bimetall­ platte (29) besteht, die sich mit zwei einander gegenüberliegenden Seiten am Gehäuseunterteil (11) abstützt und sich bei Erwärmung vom Gehäuseunterteil (11) weg krümmt und an der ein das Gehäuseunterteil (11) durchdringender Bolzen (30) befestigt ist, der mit seinem in das Gehäuseunterteil (11) hinein­ ragenden Ende an der Schaltfeder (24) befestigt ist, wobei zwischen der Schaltfeder (24) und der Innen­ wand des Gehäuseunterteils (11) eine Druckfeder (31) angeordnet ist.

3. Temperatur-Regler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (30) als Kopfbolzen ausgebildet ist, der lose in einer Bohrung der Bimetallplatte (29) verankert, beweglich in einer Bohrung (11a) im Gehäuseunterteil (11) geführt und mit seinem in das Gehäuse hineinragenden Ende an der Schaltfeder (24) befestigt ist, wobei die Bohrung (11a) im Gehäuse­ unterteil (11) im Innenbereich zu einer koaxialen Ausdrehung (11b) erweitert ist und darin eine Wendeldruckfeder (31) aufnimmt, die sich mit einem Ende an der Schaltfeder (24) und mit dem anderen Ende an dem Gehäuseunterteil (11) abstützt.

4. Temperatur-Regler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am Federblech (17) angeordnete Übertragungs- Glied ein Keramikstift (23) ist, der die Zwischen­ platte (12) durchdringt und mit seinem freien Ende auf die Schaltfeder (24) stößt.

5. Temperatur-Regler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstell-Element aus einer in einem Gewinde des Gehäuseoberteils (10) senkrecht gegen das Federblech (17) schraubbaren Einstellspindel (14) mit einer axialen Gewindebohrung besteht, in der eine Justierschraube (15) gegen das Federblech (17) schraubbar angeordnet ist, die mit einem Ende aus der Einstellspindel (14) herausragt und an das Federblech (17) stößt.

6. Temperatur-Regler nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gehäuseoberteil (10) ein Befestigungs­ bügel (13) ausgestanzt und herausgekröpft ist, der mit einem parallel zur Einstellspindel (14) stehen­ den Bügelteil einen Anschlag (13a) bildet, wobei an der Einstellspindel (14) senkrecht zur Spindelachse eine Dreh-Begrenzungs-Scheibe (16) mit einer An­ schlagnase (16a) vorgesehen ist.

7. Temperatur-Regler nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfeder (24) an einem auf dem Boden des Gehäuseunterteils (11) angeordneten Schaltfeder­ halter (16) befestigt ist, der an seiner der Peripherie des Gehäuseunterteils zugewandten , als Kontaktfahne (26a) ausgebildeten Seite die Schalt­ feder (24) trägt und an seiner dem Zentrum des Gehäuseunterteils (11) zugewandten Seite ein Wider­ lager (26b) für die Schnappfeder (25) bildet.