DE4335639A1 - Thermostatic switch having a bimetallic snap-action disc and electrical/thermal prevention of the bimetallic snap-action disc snapping back automatically - Google Patents

Thermostatic switch having a bimetallic snap-action disc and electrical/thermal prevention of the bimetallic snap-action disc snapping back automatically

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DE4335639A1
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Juergen Laufer
Dieter Wegener
Egbert Witzlau
Horst Kikut
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Abstract

The invention relates to a thermostatic switch having a bimetallic snap-action disc (3) which is mounted on a bimetallic disc support (2), in which thermostatic switch the bimetallic snap-action disc (3) is prevented electrically/thermally from snapping back automatically, by heating the bimetallic element. According to the invention, heating resistors (4) are fitted on the bimetallic disc support (2), on one side or both sides. These heating resistors (4) are arranged in the interior of the thermostatic switch, parallel to the switching contact (7, 8), via rigid or sprung connecting elements (5). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermoschalter mit Bimetallschnappscheibe, bei dem das Rückschnappen der Bimetallscheibe durch Maßnahmen am Schalter verhindert oder zeitverzögert zugelassen wird.The invention relates to a thermal switch Bimetallic snap disc, in which the snap back of the Bimetallic disc prevented by measures on the switch or is allowed with a time delay.

In elektrischen Haushaltsgeräten ist zur Gewährleistung der thermischen Sicherheit und des Personenschutzes häufig eine Temperaturüberwachung oder Temperaturbegrenzung erforderlich. Hierzu werden meist Thermoschalter mit Bimetallschnappscheiben eingesetzt.In electrical household appliances Ensuring thermal safety and Personal protection often includes temperature monitoring or temperature limitation required. To do this mostly thermal switches with bimetallic snap disks used.

In vielen Anwendungsfällen ist es erforderlich, daß nach der Unterbrechung des Hauptstromkreises durch den Thermoschalter wegen Überschreitung der zulässigen Temperatur keine automatische Wiedereinschaltung erfolgt. Hierzu werden verbreitet Thermoschalter mit Handrückstellung eingesetzt.In many applications, it is necessary that after the main circuit is interrupted by the Thermal switch due to exceeding the permissible Temperature no automatic restart he follows. For this purpose, thermal switches are widely used Manual reset used.

Ein Bimetall-Scheiben-Thermostat mit festeingestellten Temperaturen und Handrückschaltung ist z. B. im Datenblatt der Typenreihe 432, 1/89, der Fa. STEMCO angegeben.A bimetal disc thermostat with fixed settings Temperatures and manual downshifting is e.g. B. in Data sheet of the type series 432, 1/89, from STEMCO specified.

Die Anordnungen mit Handrückstellung besitzen jedoch folgende Nachteile:However, the manual reset arrangements have the following disadvantages:

  • - Zugänglichkeit bei der Rückstellung von Hand setzt konstruktive Einsatzgrenzen,- Accessibility when resetting by hand constructive application limits,
  • - keine "Fernrückstellung" möglich,- no "remote reset" possible,
  • - hoher konstruktiver Aufwand bei Ausführungen mit mechanischer Einschaltsperre,- High design effort for designs with mechanical switch-on lock,
  • - ungenügende Sicherheit bei Ausführungen ohne mecha­ nische Einschaltsperre bei tiefen Temperaturen,- insufficient security for versions without mecha switch-on lock at low temperatures,
  • - Aufwand für den Rückstellknopf.- Effort for the reset button.

Um die Nachteile der vorstehend beschriebenen technischen Lösungen zu beheben, sind Thermoschalter mit automatisch wirkendem Selbsthaltungsmechanismus gefragt, die sichern, daß die zu schützenden Geräte im Störfall solange abgeschaltet bleiben, bis der elektrische Netzanschluß durch äußeren Eingriff unterbrochen wird.To the disadvantages of the above Technical solutions to solve technical problems are thermal switches with automatic self-locking mechanism asked who ensure that the devices to be protected in The fault remains switched off until the electrical connection through external intervention is interrupted.

Die derzeitig hierzu angebotenen Lösungen enthalten eine separat zuschaltbare Heizung für das Bimetallelement.The solutions currently offered for this purpose a separately switchable heater for the Bimetal element.

Die dabei auftretenden Nachteile lassen sich folgendermaßen angeben:The disadvantages that arise can be overcome specify as follows:

  • - Heizelemente für elektrische Selbsthaltung als zu­ sätzliche platzbeanspruchende Baugruppe in den Thermoschalter eingefügt,- Heating elements for electrical retention as too additional space-consuming assembly in the Thermal switch inserted,
  • - Wärmeübertragung zwischen Heizelement und Bimetall­ schnappscheibe damit beeinträchtigt,- Heat transfer between the heating element and bimetal snap disk compromised,
  • - hoher konstruktiver Aufwand.- high design effort.

Der Erfindung lag, ausgehend von den zum Stand der Technik aufgeführten Nachteilen, die Aufgabe zugrunde, einen Thermoschalter mit elektrischer/thermischer Selbsthaltung anzugeben, der keine Handrückstellung benötigt und der eine automatisch zu- und abschaltende Heizung auf engstem Raum und konstruktiv einfach in den Thermoschalter integriert.The invention was based on the prior art Disadvantages listed technology, the task a thermal switch with electrical / thermal To indicate self-retention, the no manual reset and the one that switches on and off automatically Heating in a confined space and easy to construct integrated the thermal switch.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der in dem Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Weise. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.The task is solved in the Characteristics of the main claim indicated way. Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims called.

Erfindungsgemäß übernimmt der bei dem Thermoschalter bekannter Bauart verwendete Bimetallscheibenträger die Doppelfunktion-Lagerung der Bimetallschnappscheibe und Träger der Heizwiderstände, wobei die Heizwiderstände parallel zum Schaltkontakt des Thermoschalters angeschlossen sind. According to the invention takes over the thermal switch Known design used the bimetallic disc carrier Dual function storage of the bimetallic snap disc and Carrier of the heating resistors, the heating resistors parallel to the switch contact of the thermal switch are connected.  

Die Kontaktierung der Heizwiderstände zum Hauptstromkreis erfolgt über starre bzw. federnde Verbindungselemente. Die Heizwiderstände sind auf den Bimetallscheibenträger entweder als Dickschichtwiderstände aufgedruckt, als Folienwiderstände aufgeklebt oder als separate Widerstände in den Bimetallscheibenträger eingelegt. Der Bimetallscheibenträger kann aus keramischem Werkstoff oder aus temperaturbeständigem Kunststoff bestehen.The contacting of the heating resistors to Main circuit takes place via rigid or resilient Fasteners. The heating resistors are on the Bimetal disc carrier either as Thick film resistors printed on as Foil resistors glued on or as separate Resistors inserted in the bimetallic disc carrier. The bimetallic disc carrier can be made of ceramic Material or from temperature-resistant plastic consist.

Dieser spezielle konstruktive Aufbau gewährleistet eine sehr gute thermische Kopplung zwischen Heizwiderständen-Bimetallscheibenträger-Bimetallscheibe. Bei thermischer Auslösung des Thermoschalters fließt ein geringer Reststrom über die Heizwiderstände. Durch die somit erfolgende Aufheizung des Bimetallscheibenträgers und damit verbundenen Aufrechterhaltung der Bimetallscheibentemperatur oberhalb der Rückschalttemperatur der Bimetallschnappscheibe wird ein automatisches Wiedereinschalten des Thermoschalters verhindert.This special constructive structure ensures a very good thermal coupling between Heating resistors-bimetal disc carrier-bimetal disc. When the thermal switch triggers, it flows a small residual current through the heating resistors. By the heating of the Bimetallic disc carrier and associated Maintaining the bimetal disc temperature above the switch-back temperature of the Bimetallic snap disc becomes automatic The thermal switch cannot be switched on again.

Die Heizwiderstände werden nur durch Abschalten des Gesamtgerätes vom elektrischen Netz außer Funktion gesetzt.The heating resistors are only switched off by switching off the Entire device from the electrical network out of function set.

Erst danach kann die Abkühlung des Thermoschalters erfolgen, bis er zeitlich verzögert wieder zurückschaltet (je nach Dimensionierung der Heizwiderstände und der Wärmeableitung vom Thermoschalter im eingebauten Zustand).Only then can the thermal switch cool down be done until it is delayed again switches back (depending on the dimensioning of the Heating resistors and heat dissipation from Thermal switch when installed).

Ein erneutes Einschalten des Gesamtgerätes ist erst nach diesem Ablauf möglich. Bei weiterem Vorhandensein der Störung wiederholt sich der Schaltablauf. Wenn die Störung nicht mehr vorhanden ist, ist das Gesamtgerät ohne äußeren Eingriff durch einfaches Zuschalten des elektrischen Netzes wieder betriebsbereit.It is not until the entire device is switched on again possible after this expiry. If it is still present the switching sequence repeats the fault. If the The fault is no longer present, is the entire device without external intervention by simply switching on the electrical network is ready for operation again.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The solution according to the invention is described below of that shown in the drawing Embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung ist der erfindungsgemäße Thermoschalter mit elektrischer Selbsthaltung im Schnitt dargestellt.In the drawing is the invention Thermal switch with electrical latching in the Section shown.

Der Sockel 1 des Thermoschalters und der Bimetallscheibenträger 2 bestehen aus temperaturbeständigen Kunststoffen bzw. keramischen Werkstoffen. Unmittelbar auf den als Träger für die Bimetallschnappscheibe 3 dienenden Bimetallscheibenträger 2 sind z. B. ein- oder beidseitig Dickschichtheizwiderstände 4 aufgebracht, die über starre oder federnde Elemente 5 kontaktiert werden.The base 1 of the thermal switch and the bimetallic disc support 2 consist of temperature-resistant plastics or ceramic materials. Immediately on the serving as a carrier for the bimetallic snap disk 3 bimetallic disc carrier 2 are z. B. applied on one or both sides thick-film heating resistors 4 , which are contacted via rigid or resilient elements 5 .

Bei beidseitiger Anordnung der Dickschichtheizwiderstände 4 auf dem Bimetallscheibenträger 2 wird die elektrische Verbindung durch Durchkontaktierung 6 hergestellt.When the thick-film heating resistors 4 are arranged on both sides on the bimetallic disc carrier 2 , the electrical connection is established by through-contacting 6 .

Durch die Anordnung der Dickschichtheizwiderstände 4 unmittelbar auf dem Scheibenträger 2 ergibt sich eine gute thermische Kopplung zur Bimetallschnappscheibe 3. Im Sockel 1 befinden sich ein fester 7 und ein beweglicher 8 Kontakt. Ein Übertragungsstößel 9 aus Keramik überträgt die Bewegung der sprunghaft umschnappenden Bimetallschnappscheibe 3 auf den beweglichen Kontakt 8. Die Dickschichtheizwiderstände 4 werden durch die Kontaktierungselemente 5 parallel zum Kontaktsystem geschaltet.The arrangement of the thick-film heating resistors 4 directly on the disk carrier 2 results in a good thermal coupling to the bimetallic snap disk 3 . There is a fixed 7 and a movable 8 contact in the base 1 . A ceramic transfer plunger 9 transmits the movement of the snap-action snap-action bimetallic disc 3 to the movable contact 8 . The thick-film heating resistors 4 are connected in parallel to the contact system by the contacting elements 5 .

Wird infolge Überschreitung der zulässigen Temperatur das Kontaktsystem 7, 8 des Thermoschalters geöffnet, so liegen damit sofort die Dickschichtheizwiderstände 4 an der Versorgungsspannung und erzeugen Wärme.If the contact system 7, 8 of the thermal switch is opened as a result of the permissible temperature being exceeded, the thick-film heating resistors 4 are immediately connected to the supply voltage and generate heat.

Durch die gute thermische Kopplung wird die erzeugte Wärme mit hohem Wirkungsgrad auf die Bimetallschnappscheibe 3 übertragen. Due to the good thermal coupling, the heat generated is transferred to the bimetallic snap disk 3 with high efficiency.

Damit wird die Temperatur der Bimetallschnappscheibe 3 über dem Wert der Rückschalttemperatur gehalten oder erst zeitlich verzögert erreicht. Damit bleibt das Kontaktsystem 7 des Thermoschalters entweder ständig geöffnet oder wird erst zeitverzögert zurückgeschaltet, je nach Dimensionierung der Dickschichtheizwiderstände 4 und unter Berücksichtigung der Wärmeableitungsverhältnisse des eingebauten Thermoschalters.The temperature of the bimetallic snap disk 3 is thus kept above the value of the switch-back temperature or is reached only after a delay. Thus, the contact system 7 of the thermal switch either remains open continuously or is only switched back after a delay, depending on the dimensioning of the thick-film heating resistors 4 and taking into account the heat dissipation conditions of the built-in thermal switch.

Die im Ausführungsbeispiel beschriebene Anordnung von Dickschichtwiderständen kann auch mittels aufgeklebter Folienwiderstände bzw. in den Bimetallscheibenträger eingelegter separater Widerstände ausgeführt sein.The arrangement described in the embodiment of Thick film resistors can also be glued on Film resistors or in the bimetallic disc carrier inserted separate resistors.

Claims (4)

1. Thermoschalter mit auf einem Bimetallscheibenträger montierter Bimetallschnappscheibe und elektrischer/thermischer Verhinderung des automatischen Rückschnappens der Bimetallschnappscheibe durch Aufheizen des Bimetallelements, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bimetallscheibenträger (2) einseitig oder beidseitig Heizwiderstände (4) aufgebracht sind, die über starre oder federnde Verbindungselemente (5) im Inneren des Thermoschalters parallel zum Schaltkontakt (7, 8) angeordnet sind.1. Thermal switch with a bimetallic snap disc mounted on a bimetallic disc carrier and electrical / thermal prevention of the automatic snap back of the bimetallic snap disc by heating the bimetallic element, characterized in that heating resistors ( 4 ) are applied to the bimetallic disc carrier ( 2 ) on one or both sides, via rigid or resilient connecting elements ( 5 ) are arranged in the interior of the thermal switch parallel to the switch contact ( 7 , 8 ). 2. Thermoschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwiderstände (4) als Dickschicht-, Folien- oder separat am/im Bimetallscheibenträger (2) angeordnete Widerstände ausgeführt sind.2. Thermal switch according to claim 1, characterized in that the heating resistors ( 4 ) are designed as thick-film, foil or separately on / in the bimetal disc carrier ( 2 ) arranged resistors. 3. Thermoschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die separaten Heizwiderstände (4) in Freimachungen des Bimetallscheibenträgers (2) eingelegt bzw. eingeklebt/eingegossen sind.3. Thermal switch according to claim 2, characterized in that the separate heating resistors ( 4 ) in frankings of the bimetallic disc carrier ( 2 ) are inserted or glued / cast. 4. Thermoschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusesockel (1) des Thermoschalters und der Bimetallscheibenträger (2) aus temperaturbeständigem Kunststoff oder aus Keramik besteht.4. Thermal switch according to claim 2, characterized in that the housing base ( 1 ) of the thermal switch and the bimetallic disc carrier ( 2 ) consists of temperature-resistant plastic or ceramic.
DE19934335639 1993-10-13 1993-10-13 Thermostatic switch having a bimetallic snap-action disc and electrical/thermal prevention of the bimetallic snap-action disc snapping back automatically Ceased DE4335639A1 (en)

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