DE6604207U

DE6604207U - Temperaturabhaengiges schaltgeraet mit bimetallfuehler.

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Publication number: DE6604207U
Application number: DE19646604207
Authority: DE
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 1964-05-27
Filing date: 1964-05-27
Publication date: 1971-07-15
Also published as: DE1465674A1; AT271946B

Description

INTER CONTROL

Hermann Köhler Elektrik

GmbH & Co KG

85 Nürnberg

"TEMPERATURABHÄNGIGES SCHALTGERÄT MIT BIMETALLFÜHLER"

Die Neuerung bezieht sich auf ein temperaturabhängiges Schaltgerät mit Bimetallfühler.

Es sind temperaturabhängige Schaltgeräte mit Bimetallfühler bekannt, bei denen der Bimetalifühier in Sockein oder dgl. fest eingespannt ist. Nachteilig ist dabei, dass nicht die gesamte Länge und Fläche des Bimetalls als wirksames Fühlorgan ausgenutzt werden kann, sondern nur der Teil, der aus dem Sockel herausragt. Nachteilig ist ferner, dass die Wärmekapazität des Sockels die Ansprechgeschwindigkeit des Bimetalls verzögert und somit eine grössere Totzeit im Regelverhalten auftritt. Ferner sind temperaturabhängige Schaltgeräte bekannt, bei denen die Lagerstelle des Bimetalls am Ende des Bimetallfühlers oder zumindest an einem der kurzen Schenkel liegt. Bei solcher Anordnung der Lagerstelle, gleichgültig ob sie als Schneidenlagerung oder Bandfederlagerung, die auf Verdrehung beansprucht wird, ausgeführt ist, ist mit einem ungünstigen Verhältnis zwischen Ausbiegung und Durchfederung zu rechnen, gegenüber einer mittigen Lagerung, die das Bimetall in zwei gleiche Schenkel teilt, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Die Einstellbarkeit des Kontaktdruckes-wird bei bekannten Geräten dadurch gelöst, dass ein Winkelheber, bei dem ein Schenkel mit dem Mittelschenkel der Sprungfeder zusammenwirkt und der andere Schenkel über eine Schraube sich am Bimetall abstützt, um einen Lagerpunkt gedreht wird. Dadurch sind je nach Toleranzlage verschieden schräge Stellungen des mit der Sprungfeder zusammenwirkenden Schenkels zu erwarten, wodurch unter Umständen der notwendige Freiwin— kel nicht immer sichergestellt ist. Bei bekannten Geraten wird ferner noch als nachteilig angesehen, dass das Bimetall stromdurchflossen ist, wodurch bei verschiedenen Strombelastungen verschiedene Rückführwirkungen beobachtet werden.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein temperaturempfindliches Schaltgerät mit Bimetallfühler zu schaffen, das auf geringe Änderungen der Temperatur des zu kontrollierenden Mediums rasch anspricht und bei dem, um dies zweckmässig zu erreichen, das grösstmögliche Arbeitsvolumen des Bimetalls durch eine ganz bestimmte geometrische Anordnung des Lagerpunktes erreicht wird und wenig Lagerstellen vorhanden sind, um die Hysterese der bewegten Teile und damit auch die Schaltdifferenz klein zu halten.

Der Neuerung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, auch bei extremen Toleranzen, wie sie beispielsweise bei Keramikteiien zu erwarten sind, immer zuverlässig einen Freiwinkel an der Lagerung des Mittelschenkels der Sprungfeder zu haben, sowie dass das Thermobimetall vom Laststrom nicht durchflossen wird. Ferner wird im Hinblick auf die Freisgünstigkeit einfacher und kostensparender Aufbau der Teile und des Gerätes angestrebt.

Neuerungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Bimetallfühler etwa in der Mitte zwischen Angriffspunkt des Sollwerteinstellers und Angriffspunkt am Mifctelschenkel der Sprungfeder mittels einer auf Verdrehung beanspruchten, mit dem Bimetall fest verbundenen, quer zur Längsachse des Bimetalls liegenden Blattfeder am Keramiksockel befestigt und damit gelagert wird. Der Angriffspunkt sun Mittelsch^.nkel der Sprungfeder ist dabei parallel verschiebbar angeordnet, wodurch immer gleiche Freiwinkelverhältnisse sichergestellt werden. Da dies die einzig bewegliche Schneidenlagerstelle ist, ist unbedingt auf Einhaltung der Freiwinkel strengstens zu achten, was durch diese Anordnung in jedem Fall sichergestellt ist. Um die Sprungfeder mit einen genau definierten Drehpunkt zu versehen, sind unmittelbar ausserhalb der Einspannstelle halbkreisförmige Ausklinkungen vorgesehen. Um die Bauteile auf ein Minimum zu beschränken, wurde die Mittelachse des Kontaktes der Sprungfeder mit der Mittelachse der Lagerblattfeder auf Deckung gebracht. Dadurch ist es möglich, die Justierschraube für die Begrenzung des Kontaktabstandes direkt am Bimetall unterzubringen, weil auch bei verschiedenen, bescimmungsgemässen Stellungen des Bimetalls immer gleiche Kontaktabstände auftreten. Die im Isoliersockel eing-elassenen Vertiefungen dienen der Aufnahme der Anschlusstücke, die darum variabel angebracht werden können. Wesentlich ist, dass das Bimetall nicht mehr

3'cromdui»chflossen ist, weil die Lagerblattfeder am Keramikteil isoliert befestigt ist« Eine zusätzliche Stromleitungslitze vom Kontakt zum Anschluß ist ebenfalls nicht mehr nötig, da die Sprungfeder direkt mit dem Anschluß verbunden ist.

Zum besseren Verständnis ist die Neuerung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Abbildungen 1 bis 2 näher erläutert. Es zeigenί

Figt 1 einen Schnitt durch den Neuerungsgegenstand, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Fig. 1,

Mit 1 ist ein Isolierteil, vorzugsweise aus Keramik, bezeichnet, an dem die Einstellplatte 2 das Gegenkontaktstück 11a mit Stromanschluß 8a sowie Sprungfeder 10 und Stromanschluß db mittels Schrauben 12, sowie Blattfederlager 5 mittels Schrauben 9, befestigt sind. Die Einstellplatüe 2 ist mit einem Gewinde versehen, in das die Einstellachse 3 siit Justierschraube 3a. und Isolierstück 3b eingeschraubt wird. Diese Einheit stellt den sogenannten Sollwerteinsteller dar, der auf die geprägte Nocke 4b des einen freien Schenkels des Bimetalls 4 wirkt. Die Lagerblatt*"eder 5 ist mit dem Bimetall 4 fest verbunden. Im Schnittpunkt der Mittellinie des Bimetalls mit der Mittellinie der Lagerblattfeder ist die Schraube 4a- zur Begrenzung des Kontaktabstandes untergebracht. Am anderen freien Ende des Bimetalls ist ein parallel verschiebbarer Winkel 6 angeordnet, an dem der Mittelschenkel der Sprungfeder 10"3 sowie die Bundschraube 7 angreifen.

Im Bimetall ist eine Ausnehmung 14 angeordnet, in welche der längere Schenkel des Winkels 6 eingreift und welche am hinteren Ende in einen Schlitz 15 ausläuft, in dem der Kopf der Bundschraube 7 Platz findet. Die Breite der Ausnehmung 14 ist geringer bemessen als der Aussendurch— messer der Bundschraube7, so dass der Winkel der Einwirkung der Sprungfeder 10a, gehalten durch den Bund der Schraube ~, sowie durch

das Anliegen dos kuizen Schenkels des Winkels 6, in seiner Gebrauchslage gehalten wird. Dabei legt sich die Aussenflache des Bundes der Bundschraube 7 gegen die einspringenden Flächen 4c, welche die Seiten— kanten der Ausnehmung 14 und des Schlitzes 15 verbinden. Es wird auf diese Weise erreicht, dass durch Einstellen der Bundschraube 7 der Winkel 6 parallel zur Längsrichtung des Bimetalls verschiebbar ist, sodass die Spannung der Sprungfeder 10a veränderlich ist.

Das in die Sprungfeder 10 eingenietete Kontaktstück 11 liegt in der Mittelachse von Xontaktbegrenzungsschraube 4a und Gegenkontakt 11a. Die Vertiefungen im Isolierteil für die Anschlusstücke sind anter 8c erkennbar.

Die Sprungfeder 10a steht mit dem langen Schenkel des Winkels 6, der die Ausnehmung 14 durchsetzt, über die Rastkerbe 6a in Eingriff (Fig.l) Die Aussenschenkel 10 der Sprungfeder weisen unmittelbar ausserhalb der Einspannstel.le (Schraube 12) halbkreisförmige Ausklinkungen l6 und 17 auf, deren verbindende Mittellinie in der Zeichnung nach rechts geringfügig gegenüber der Rastkerbe 6a versetzt ist, sodass durch diese drei Elemente die einzige Schneidenlagerung geschaffen wird, welche das Gerät nach der Neuerung aufweist.

Die Wirkungsweise des neuerungsgemäss vorgeschlagenen temperaturabhän— gigen Schaltgerätes ist wie folgt:

Beim Erwärmen biegen sich die beiden freien Schenkel des Bimetalls nach unton aus. Da der eine freie Schenkel am Sollwerteinsteller abgestutzt wird, kommt der Betrag dieser Ausbiegung additiv dem anderen freien Schenkel zugute. Der freie Schenkel des Bimetalls bewegt sich demnach mit dem Parallelverschiebungswinkel 6 nach unten und bringt die Sprungfeder Io von ihrer unteren Totlage in die obere, d.h. das temperaturabhängige Schaltgerät schaltet aus. Beim Abkühlen der Temperatur kehrt sich dieser Vorgang um. Je nach Stellung des Sollwerteinstollers muss sich das Bimetall mehr oder weniger ausbiegen, wozu es meh'· dor Honiger Warine benötigt, sodass in gewissen Grenzen die gewünschte Schalttemperatur einstellbar ist.

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Am Ende des Bimetalls, das mit dem Sollwerteinsteller 3b in Eingriff steht, ist eine Prägenocke 4b von im wesentlichen kugelabschnittför-¹· miger Gestalt angeordnet, die mit der ebenen und senkrecht zur Längsachse des Sollwerteinstellers verlaufenden Stirnfläche in Eingriff steht. Zweck dieser Ausbildung der Flächen ist, dass bei Veränderung der Sollwerteinstellung der Hebelarm zwischen Lagerung 5 und Präge— nocke 4b konstant bleibt.

Ein wesentlicher Verteil des Gerätes nach der Neuerung ist, dass es nur eine einzige Schneidenlagerung aufweist, die aus der Mastkerbe im Winkel 6 besteht, in den das Mittelteil 10a der Sprungfeder eingreift. Dadurch wird erreicht, dass das Gerät nur äusserst geringe Schaltdifferenzen aufweist.

Nach einem weiteren Merkmal nach der Neuerung wird vorgeschlagen, zwischen Sollwerteinsteller 3 und Einstellhebel 4 eine temperaturabhängige Membrancose (nicht dargestellt) anzuordnen und auch den Einstellhebel aus temperaturempfindlxchem Metall herzustellen.

Claims

SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Temperaturabhängiges Schaltgerät, im wesentlichen bestehend aus einem biegsam zwischen seinen Enden gelagerten Bimetallstreifen, dessen eines Ende mit einem Sollwerteinsteiler und dessen anderes Ende mit einem Sprungkontaktwerk in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (5) und der Bimetallstreifen (4) etwa in der Mitte zwischen Sollwerteinsteller (3) und der Eingriff stelle (6a) des Sprungkontaktwerkes (lO) angeordnet ist. /

2. Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetallstreifen (4) mittels einer Blattfeder (5) brückenartig über der Grundplatte (l) und damit dem Sprungschalt— werk (lO) gelagert ist.

3· Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke (ll) des Sprungschaltwerkes (lO) unterhalb der Jagerstelle (5) angeordnet ist./

4· Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetallstreifen (4) an seinem mit dem Sollwerteinsteller (3) in Wirkverbindung stehenden Ende eine im wesentlichen kugelabschnittförmige Prägenocke (4b) aufweist, die mit der ebenen und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Sollwerteinstellers (3) verlaufenden Stirnfläche des Isolierstückes (3b) des Sollwerteinstellers (3) ■zusammenwirkt

5· Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 4_f dadurch gekennzeichnet, dass es nur eine einzige Schneidenlagerung aufweist, welche im wesentlichen aus einer Rastkerbe (6a) besteht, die im Winkel (6) angeordnet ist und mit der der Mittelteil (lOa) der Sprungfeder in Eingriff steht·/

6. Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Eingrif^stelle (6a) de^s Sprungkontaktwerkes (lO) von der Lagersteile (5) veränderbar ist.

7· Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelschenkel (lOa) der Sprungfeder mit dem Winkel (6) in Eingriff steht, der in Längsrichtung des Bimetalls verschiebbar und feststellbar angeordnet ist. /

8. Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass der WiJ^nkel (6) U-förmig ausgebildet ist und zwei verschieden lange Schenkel aufweist, von denen der kürzere mit der Oberfläche des Bimetalls in Eingriff steht, währ.-nd der längere eine im Bimetall angeordnete, im wesentlichen rechteckige Ausnehmung (l4) durchsetzt und am unteren Ende an der zur Lagerstelle (5) hingekehrten Seite eine Rastkerbe (6a) für den Eingriff des Mittelteils (lOa) der Sprungfeder aufweist, und dass die Bund— schraube (7) in Längsrichtung des Bimetalls verstellbs.r im längeren Schenkel des Winkels (6) angeordnet ist, wobei der Bund in die Ausnehmung (l4) eingreift, deren Breite geringer bemessen ist, als der Aussendurchmesser des Bundes, während der Schraubenkopf in einem im Bimetall angeordneten Schlitz (l5) angeordnet ist, dessen Breite geringer ist, als die der Ausnehmung (l4)j sodass der Bund d'r Schraube (7) gegen die Verbindungskanten von Ausnehmung (l4) und Schlitz (15) anliegt. /

9· Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1 ois 8, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Schenkel (lO) der Sprungfeder im Bereich der Einspannstelle Auskerbungen (l6 und I7) aufweisen, deren Mittellinie von der Hauptebene der Rastkerbe (6a) aus gerini'ügig in Richtung zur Einspannstelle (12) versetzt ist. ^,

10. Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstücke (ll, lla) und die Justierschraube (4a) in einer gemeinsamen Mittelebene angeordnet sind.

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11. Temperaturabhängiges Schaltgera¹1 nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (l) Ausnehmungen (8c) zur verdrehungssicheren Aufnahme von elektrischen Anschlüssen aufweisen./

12. Temperaturabhängiges SchaltgerKt nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwerteinsteller (3) aus einem Rohr gefertigt ist, welches einen Innendurchmesser aufweist, der dem Kerndurchmesser der Sacklochbohrung entspricht^

13· Temperaturabhängiges SchaltßerUt nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierschraube (3a) auf der Seite des Schlitzes auf eine grössere Länge als Sohlitztiefe und kleinerem Durchmesser als Kerndurchmesser abgedreht ist und auf der Gegenseite eine Kernlochbohrung zur Aufnahme eines IsolierstUckes (3b) aufweist. ,

14. Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 13i dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Sollwerteinsteller (3) und Bimetallhebel (4) eine temperaturabhängige Membrandosc angeordnet ist und dass auch der Bimetallhebel (4) aus temperaturempfindlichem Material gefertigt ist./

15- Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 14» dadurch gekennzeichnet, dass das Bimetall vom Stromkreis isoliert angeordnet ist. /

l6. Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1 bie 15> dadurch gekernzeichnet, dass die Sprungfeder (lO, 10a) direkt eit de»i? elektrischen Anschluss verbunden ist /

17- Temperaturabhängiges Schaltgerät nach Anspruch 1 bis l6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetallstreifen brückenartig über der Grundplatte und den Leitungsklemmen angeordnet ist.

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6S0420715.7.71