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Thermischer Momentschalter Thermische Momentschalter sind bekannt,
bei denen auf das Ende,eines Schaltorgans, z.B. Bimetallstreifens, ein federndes
Glied wirkt, das nach überschreiten der Gleichgewichtslage die'Kontakte ruckartig
öffnet. Als federndes Glied sind beispielsweise bei diesen Schaltern wendelförmige
Federn oder verschiedenartig gebogene Blattfedern benutzt worden. Die Herstellun'g
derartiger Federn ist wegen der erforderjichen Güte der Federung schwierig und kostspielig;
außerdem müssen 'derartige Federn in Spitzenlagern gelagert werden, -und es tritt
häufig ein, daß durch Erschütterung die Federn aus ihrer Spitzenlagerung herausspringen,
wodurch der Betrieb des Schalters gestört wird.
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Die Mornentschalter vorbeschriebener Anordnung haben den'Nachteil,
daß vor der eigentlichen ruckartigen Abschaltung durch die Bewegung des Sdhaltorgans,
z.B. Bimetallstreifens, ein Vorschalten eintritt, wodurch Schaltfunken entstehen,
die sich als Radiostörungen unangenehm bemerkbar machen und einen schnellen Verschleiß
der Kontakte bewirken.
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Es ist versucht worden, diese Nachteile durch besondere Mittel, wie
federnde Kontakte, zu beseitigen, doch entstand dadurch wieder der Nachteil einer
vergrößerten Bauart des Schalters und eine erhebliche Erschwerung bei der Einstellung
dieses Schalters auf bestimmte Temperaturgrade.
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Es sind ferner schon Schnappschalter mit Blattfedem bekanntgeworden,
die in ihrer Längsrichtung gewölbt und die senkrecht zum Schaltglied (Bimetallstreifen)
angeordnetsind. Bei diesen Schaltern ist durch die Queranordnung der gewölbten Blattfeder
zum Schaltglied eine breite und sperrige Bauart bedingt.
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Es ist aber auch schon die Verwendung von in der Längsrichtung geraden,
aber in der Querrichtung gewölbten Blattfedern bekannt, die bis zur Überwindung
der Wölbungskraft beansprucht werden und in der Richtung des Schaltgliedes verlaufen.
Bei dieser Bauart ist aber die gewölbte Blattfeder ein voll den sonstigen Teilen
des Schalters, z. B. dem. Schaltglied, unabhängiger und selbständig gelagerter Teil,
wodurch sich eine verwickelte, umfangreiche und teure Bauart ergibt.
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Durch die Erfindung werden diese Nachteile beseitigt, indem bei einem
thermischen Momentschalter zum Ein- und Ausschalten des elektrischen Stromes mittels
einer in der Querrichtung gewölbten Blattfeder ' die bis zur Überwindung
der Wölbungskraft be-
ansprucht wird, die gewölbte Blattfeder am freien Ende
eines einseitig eingespannten Metallstreifens, z. B. Bimetallstreifens, befestigt
ist,
welcher an diesem freien Ende entweder unmittelbar selbst oder unter Zwischenschaltung
eines Kontaktträgers den Schaltkontakt trägt, wobei das freie Ende der gewölbten
Blattfeder unmittelbar gegen ein Widerlager mit bei der öffnungsbewegung wachsendem
Druck, nach der öffnungsbewegung aber stark vermindertem Druck. anliegt.
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Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise und
schematisch veranschaulicht, und es stellt dar: Fig. i eine Aufsicht auf einen Momentschalter
nach der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht desselben, Fig- 3 eine Aufsicht
auf einen Momentschalter nach der Erfindung in einer etwas anderen Ausführungsform,
Fig. 4 eine Seitenansicht dieses Schalters und , Tig. 5 eine schaubildliche
Ansicht des die Momentbewegung bewirkenden Gliedes in stark vergrößertem Maßstab.
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In den Fig. i und 2 bedeutet i einen beliebigen, in diesem Fall kasten-
oder rahmenförmigen Träger für ein unter der Wirkung der Wärme sich bewegendes Schaltorgan,
z. B. Bimetallstreifen 2. Der Bimetallstreifen ist bei 3 befestigt und kann
mittels der Einstellschraube 4, die in eine mit dem Bimetallstreifen verbundene
Mutter 5 eingreift, eingestellt werden. Mit dem Bimetallstreifen ist ein
Kontaktträger 6 mit Kontakt 7 verbunden. Der Gegenkontakt
8 ist einstellbar, wie aus Fig. i ersichtlich. Der Birnetallstreifen weist
an seinem Ende eine Abkrümmung 9
oder ein besonderes Druckglied auf.
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Erfindungsgemäß ist eine an sich bekannte gewölbte Blattfeder io am
freien Ende eines einseitig eingespannten Metallstreifens, z. B. des Birnetallstreifens
2, z. B. durch einen Niet ii verbunden. Die Blattfeder io ist dabei so anzuordnen,
daß ihre konkave Seite in der BewegungsrichtungA des sich bewegenden Schaltorgans,
z. B. Bimetallstreifens 2, liegt. In der Norrnalstellung legt sich das Außenende
dieser streifenförmigen Blattfeder gegen einen beliebigen Anschlag -an, wie er in
Gestalt eines Winkels bei 12 angedeutet ist. Die gewölbte Blattfeder liegt dabei
gegen das Widerlager 12 mit bei der öffnungsbewegung wachsendem, nach der öffnungsbewegung
aber statk vermindertem Druck an. Bei 13 und 14 sind Anschlußstreifen zum Anlöten
elektrischer Leitungen vorgesehen.
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Bei der geschilderten Bauart hält der Kontaktträger6 infolge seiner
Federung bei der Bewegung des Binietallstreifens den Kontakt7 auf den Gegenkontakt8
aufgepreßt. Bei einer besonderen Ausführungsform ist an Stelle eines gewöhnlichen
Streifens6 in an sich bekannter Weise ebenfalls ein Bimetallstreifen verwendet,
der in diesem Fall so gestaltet ist, daß er eine Biegungsbewegung ausführen kann
umgekehrt zu der Biegungsbewegung des BinietallstreifenS 2.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Wenn der Bimetallstreifen
2 unter der Wirkung der Wärme beginnt, sich in der Richtung des PfeilesA abzubiegen,
so setzt dieser Abbiegung zunächst die gewölbte Blattfeder io, gegen die das Ende
9 des Bimetallstreifens drückt, einen kräftigen Widerstand entgegen. Der
Kontakt 7 bleibt fest an dem Kontakt 8 angepreß#t, bis im Mittelteil
der Blattfeder io die Wölbungskraft überwunden wird und:die Blattfeder an dieser
Stelle durchknickt. In diesem Fall wird mittels des Kontaktträgers 6 der
Kontakt 7 ruckartig von dem Kontakt 8 abgerissen und unterbricht den
Stromverlauf. Sobald aber der Bimetallstreifen z. B. durch Abkühlung sich wieder
zurückbiegt, kommt der Augenblick, in dem die Wölbungskraft der Blattfeder io plötzlich
überwiegt, ruckartig das Auße-nende des Bimetallstreifens zurückdrängt und dadurch
erneut den Kontakt 7 auf den Kontakt 8 aufpreßt.
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Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist die gewölbte Blattfeder
io - an dem Bimetallstreifen im wesentlichen in dessen Verlängerung angebracht.
Sie könnte aber auch unter einem gewissen Winkel dazu befestigt sein.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3
und 4 ist die gewölbte
*Blattfeder io #a ' n einem in ihrem Bereich ein Druckstück aufw eisenden
Metallstreifen 15 befestigt, der mit einem besonderen Schaltorgan, z. B.
#Bimetallstreifen 16, zusammenarbeitet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß
ähnlich wie beim Gegenstand der Fig. i die gewölbte Blattfeder in wesentlicher Entfernung
vom Ende des Streifens 15 bei 17 befestigt ist und sich ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel
der Fig. i mit ihrem anderen Ende gegen einen Anschlag 12 anlegt. Das Ende des Streifens
15 trägt den Kontakt 7, während der einstellbare Gegenkontakt bei
8 angedeutet ist. Besondere Druckstücke 18, igsind vorgesehen, durch die
nach entsprechender Bewegung des Bimetallstreifens 16 letzterer auf den Streifen
15 wirken kann. Zwischen dem Befestigungspunkt 17 der gewölbten Blattfeder
und dem Kontakt 7 ist an dem StreifeniS das Druckstück20, z.B. durch Auspressung
aus dem Streifen 15, vorgesehen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Sobald der BimetaUstreifen
16 unter dem Einfluß der Wärme sich in Richtung des
Pfeiles
A bewegt bzw. sonst -durch ein Schaltorgan auf das Druckstück 18 oder eine
in der Nähe befindliche Stelle des Streifens 15
in diesem Sinne ;eingewirkt
wird, bewegt sich zwar der Befestigungspunkt 17 der gewölbten Blattfeder etwas in
Richtung des Pfeiles A.
Da aber die gewölbte Blattfeder in sich sehr
starr ist, so dient sie gleichzeitig als Wider-Ja-er für das Druckstück 20, und
das freie Ende des Streifens 15 und damit der Kontakt 7 werden um
so fester in Richtung des Pfeiles B gegen den Gegenkontakt 8 angedrückt.
Erst wenn die Bewegung des Bimetallstreifens 16 bzw. des sonstigen Schaltorgans
ein gewisses Maß überschritten hat und dadurch plötzlich die Wölbungskraft der gewölbten
Blattfeder überwunden wird, knickt letztere in der Gegend &es DruckstückeS 20
ein, wodurch der Kontakt7 von dem Kontakt 8 ruckartig entfernt wird.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung
billiger und kleiner Regelschalter, z. B. für elektrische Heizgeräte, wie Heizkissen,
Heizkleidung u. dgl. Sie ist aber auch brauchbar zur Abschaltung größerer Leistungen,
insbesondere beim Ein- und Abschalten von Apparaten innerhalb einer kleinen Temperaturspanne.
Dabei ist die Vorrichtung besonders vorteilhaft wegen der leichten und genauen Einstellung
innerhalb weiter Temperaturbereiche, z.B. zwischen 2o und 200'C.
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Die gezeichneten Ausführungsbeispielesind als Unterbrechungsschalter
dargestellt, bei denen die Kontakte sich nach überwinden der Wölbungskraft der Blattfeder
io öffnen. Es kann selbstverständlich der Erfindungsgedanke auch im umgekehrten
Fall bei soge-