DE558579C

DE558579C - Thermostatschalter

Info

Publication number: DE558579C
Application number: DE1930558579D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-03-27
Filing date: 1930-04-09
Publication date: 1932-09-09
Also published as: FR713802A; GB365877A; US1894842A

Description

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, einen thermostatischen Schalter zu schaffen, der imstande ist, verhältnismäßig sehr starke Ströme betriebssicher zu unterbrechen, und trotzdem mit verhältnismäßig sehr kleinen Abmessungen ausgeführt werden kann, so daß derselbe beispielsweise in dem zu überwachenden Apparat selbst, z. B. sogar in dem Handgriff eines Bügeleisens, untergebracht to werden kann. Für große Energiebeträge muß der Schalter bekanntlich in einem evakuierten oder mit indifferentem Gas gefüllten Behälter untergebracht werden, und ferner ist es, wie bekannt, zweckmäßig, die Kontaktelemente gleichachsig und mit gleichachsiger Kontaktbewegung auszuführen, weil dabei die Neigung zum Bilden eines stehenden Lichtbogens kleiner wird, als wenn die beiden Kontaktelemente parallel nebeneinanderstehen, ao Schließlich ist es erwünscht, die durch Ausdehnung oder Deformierung des wärmeempfindlichen Thermostatorgans erzeugte Bewegung durch ein passendes Übersetzungsgetriebe mehrfach zu vergrößern. Wie die Eras fahrung gezeigt hat, ist es hierbei sehr vorteilhaft, wenn das Übersetzungsgetriebe so ausgebildet werden kann, daß es möglichst reibungslos arbeitet, indem dann eine vollständig gleichmäßige und schnelle Unterbrecherwirkung erzielt wird, während dagegen bei Vorhandensein merklicher Reibung.im Übersetzungsgetriebe ein Zwischenzustand unvollständiger Unterbrechung infolge entstehender Schwingungen der beweglichen Elektrode entsteht, wenn der Kontaktdruck aufhört. Die Unterbrecherwirkung wird hierdurch bedeutend verzögert, und die Elektroden werden an den noch vorhandenen Berührungspunkten glühend.

Nach vorliegender Erfindung werden zum Trennen und Zusammenführen der gleichachsig angeordneten Kontaktelemente als wärmeempfindliche Organe an sich bekannte Bimetallplatten benutzt, welche mit ihren Seiten mit gleichen Ausdehnungskoeffizienten aneinanderliegen. Um ein reibungslos arbeitendes Übersetzungsgetriebe mit großem Übersetzungsverhältnis für Thermostatschalter der vorliegenden Art zu schaffen, werden nach der Erfindung die Bimetallplatten in mehreren Paaren auf einen die bewegliche Elektrode tragenden Stab aufgesteckt, derart, daß diese bei ihrer Deformierung den Stab in der Längsrichtung unter öffnen oder Schließen des Kontaktes verschieben. Das Übersetzungs-Verhältnis kann durch passende Wahl der

Plattenzahl beliebig vergrößert werden. Die Herstellung des Übersetzungsgetriebes ist sehr einfach, indem die beispielsweise aus Bimetallblech ausgestanzten Platten lose auf den Stab aufgesteckt und zwischen einem stationären Ansatz und einem Ansatz des Stabes eingeklemmt werden.

Die Erfindung soll an Hand der beiliegenden Zeichnungen, die zwei verschiedene Ausführungsformen zeigt, näher beschrieben werden. Fig. ι ist ein axialer Schnitt durch den Thermostatschalter nach der einen Ausführungsform, und zwar in geschlossenem Zu stände. Fig. 2 zeigt denselben Schnitt nach Unterbrechung des Kontaktes durch Erhitzung. Fig. 3 ist eine Stirnansicht des Schalters der Fig. 1. Fig. 4 und 5 zeigen im Schnitt und in größerem Maßstabe die bimetallischen Platten in normalem bzw. in deformiertem Zustande. Fig. 6 und 7 sind axiale Schnitte des Thermostatschalters nach der zweiten Ausführungsform. Fig. 8 zeigt im Schnitt und in größerem Maßstabe ein in Fig. 6, 7 zur Herbeiführung der Kontakt-Schließung dienendes System von bimetallischen Platten.

Bei der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform ist der Thermostatkontakt durch eine zweckmäßig aus Isoliermaterial bestehende zylindrische Kapsel 1 umschlossen. Der Thermostatkontakt ist durch zwei gleichachsige Stäbe 2, 3 gebildet, von welchen der eine, 2, in eine in die eine Stirnwand der Kapsel 1 eingesetzte Metallhülse 4 eingeschraubt ist, während der gegenüberstehende Stab 3 in der entgegengesetzten Stirnwand der Kapsel längsverschiebbar gelagert ist. Die einander zugekehrten Enden der Stäbe sind normal durch eine zwischen einem ringförmigen Ansatz des Stabes 3 und der Stirnwand der Kapsel eingelegte Schraubenfeder 5 in Berührung miteinander gehalten. Auf den außerhalb der Kapsel hinausragenden hinteren Teil des Stabes 3 ist eine Anzahl von bimetallischen Kreisplatten 6 zwischen einem Ansatz 7 an der Stirnwand der Kapsel und einer auf das äußere Ende des Stabes 3 aufgeschraubten Mutter 8 aufgesteckt. Auf der Zeichnung sind nur vier solche Platten dargestellt, aber die Anzahl kann je nach der gewünschten Größe der Kontaktbewegung beliebig gewählt werden. Die eine Zuleitung 9 des Schalters ist an die Hülse 4 angeschlossen, die andere ist zwischen der Mutter 8 und einer zugehörigen Sperrmutter 8' eingeklemmt.

Jede der bimetallischen Platten 6 ist aus zwei scheibenförmigen Metallschichten a, b mit verschiedenem Ausdehnungskoeffizienten zusammengesetzt. Die bimetallischen Platten 6 sind derart aneinandergereiht, daß die erste, dritte, fünfte usw., von der Kapsel aus gerechnet, die Schicht α mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten der Kapsel zukehrt, während die übrigen Platten umgekehrt aufgesteckt sind. Die Platten liegen also paarweise mit den Schichten b gegeneinander an, während die verschiedenen Plattenpaare mit den Schichten α gegeneinander anliegen (Fig. 4, 5).

Die bimetallischen Platten 6 sind so ausgeführt, daß sie bei normaler Temperatur im wesentlichen eben sind, wie aus Fig. 1 und 4 hervorgeht. Bei Erhitzung dehnen sich die Schichten α mehr aus als die Schichten b, wodurch die Platten schalenförmige Gestalt annehmen, wobei die linke jedes Plattenpaares die konvexe. Seite, die andere Platte jedes Paares dagegen die konkave Seite der Kapsel ι zukehrt. In deformiertem Zustande liegen die Platten in der Nähe des Zentrums bzw. am Umkreise gegeneinander an, wie Fig. 5 zeigt, und die von den Platten gebildete Säule wird also bei der Erhitzung in axialer Richtung verlängert und drückt die Mutter 8 nach außen, wodurch der Kontakt unterbrochen wird. Wenn die Platten bei normaler Temperatur zwischen dem Ansatz 7 und der Mutter 8 dicht zusammengeklemmt sind, so wird die Kontaktbewegung offenbar gleich der Summe der Ausbuchtungen der verschiedenen bimetallischen Platten. Im allgemeinen sollten jedoch bei normaler Temperatur kleine Spielräume vorhanden sein, deren" Gesamtgröße mittels der Mutter 8 eingestellt wird, wodurch die Grenztemperatur, bei welcher der Kontakt unterbrochen wird, reguliert werden kann. Wenn die bimetallischen Platten bei abnehmender Temperatur in ihren normalen ebenen Zustand zurückkehren, wird der Stab 3 durch die Schraubenfeder 5 wieder in Berührung mit dem Gegenkontakt gebracht.

- Zwischen den verschiedenen bimetallischen Platten können unter Umständen ringförmige Zwischenlagen angebracht sein, die entweder den Stab 3 dicht umschließen oder am Umkreis der Platten angebracht werden.

Bei der Ausführungsform nach Flg. 6, 7 ist die Schraubenfeder 5 fortgelassen. Das Zurückführen des Stabes in die Kontaktlage wird hier statt dessen durch ein zweites System 11 von bimetallischen Platten bewirkt, welches dem Plattensystem 6 ähnlich ist, aber eine entgegengesetzte Wirkung ausübt, indem die Platten 11 bei normaler Temperatur schalenförmig ausgebuchtet sind, aber bei steigender Temperatur sich der ebenen Plattenform nähern. Die Platten 11 sind zwischen der zur Mutter 8 gehörenden Sperrmutter 8' und einer festen Stütze 12 aufgereiht, welch letztere durch Arme 13 mit der

Kapsel ι verbunden ist. Bei Erhitzung dehnt sich das Plattensystem 6 wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform aus, während das Plattensystem 11 sich in axialer Richtung zusammenzieht, die Mutter wird nach außen gedrückt und unterbricht den Kontakt. Bei darauffolgender Abkühlung wird der Stab 3 umgekehrt durch Erweiterung des Plattensystems 11 und Zusammenziehung des Plat- tensystems 6 in die Kontaktlage zurückgeführt.

Der Schalter im ganzen ist, wie in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angedeutet, in einem ihn zweckmäßig gleichachsig umschließenden Glasrohr 14 untergebracht, welches evakuiert oder mit indifferentem Gas gefüllt ist. Der Thermostat kann entweder unter der Einwirkung von Temperaturschwankungen der äußeren Umgebung oder mittels einer besonderen vom elektrischen Strom durchflossenen Heizwicklung betätigt werden, welche im letztgenannten Falle zweckmäßig auf einem das Plattensystem umschließenden, an der Kapsel 1 festsitzenden Zylinder angebracht wird.

Anstatt die bimetallischen Platten direkt auf den beweglichen Kontaktteil des Thermostaten einwirken zu lassen, kann man die Umstellbewegung durch ein passendes Über-Setzungsgetriebe, z. B. durch einen ungleicharmigen Hebel oder durch ein Kammgetriebe

o. dgl., vermitteln lassen und dadurch eine weitere Vergrößerung der Umstellbewegung erzielen.

Claims

Patentansprüche:

1. Thermostatschalter, der in einem evakuierten oder gasgefüllten Behälter untergebracht ist, und bei welchem das Trennen und das Zusammenführen der Kontakte durch Deformierung von mit den Seiten mit gleichen Ausdehnungskoeffizienten aneinanderliegenden Bimetallplatten bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallplatten in mehreren Paaren auf einen den beweglichen Kontakt tragenden Stab (3) aufgesteckt sind und bei ihrer Deformierung den Stab in der Längsrichtung unter Öffnen oder Schließen der Kontakte verschieben.

2. Thermostatschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostatkontakt durch zwei Systeme (6, 11) von bimetallischen Plattenpaaren mit entgegengesetzter Wirkung betätigt wird, wobei die Platten des einen Systems (6) durch Erhitzung und die Platten des anderen Systems (11) durch Abkühlung gebuchtet werden und das letztgenannte Plattensystem zur Wiederherstellung des Kontaktes nach Erhitzung dient.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen