DE6922057U - Thermischer schalter - Google Patents

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PATENTANWÄLTE

DiPL-iNG. H. LEINWEBER dipl.ing. H. ZIMMERMANN

8 München2,Rosental7, 2Auig.

Τβΐ.-Adr. Lelnpat MQndien Telefon (0811)241989

den 2. Juni 1969

Unser Zeichen Lw/G

ELECTROVAC MCHT & HUBER Fabrikation elektrotechnischer Spezialartikel, Wien (Österreich)

Thermischer Schalter

Die Neuerung betrifft einen thermischen Schalter, insbesondere für mittels Heizpatronen erwärmbare Elektrogeräte, mit zwei Schaltkontakten, von denen mindestens einer elektrisch isoliert aus dem Gehäuse des thermischen Schalters herausgeführt ist, und mit einem mit der zu erfassenden Temperatur in wärmeleitender Verbindung stehenden temperaturempfindlichen, mechanisch auf einen der beiden Schaltkontakte wirkenden Bauteil und bezieht sich auf thermische Schalter, die zur Temperaturregelung oder -begrenzung von Elektrowärmegeräten, insbesondere von mittels Heizpatronen erwärmten Elektrogeräten, z. B. Lötkolben, Haarweller u. dgl. Verwendung finden.

Der Heizkörper solcher Elektrowärmegeräte besitzt üblicherweise einen aus temperaturbeständigem Material, ζ. Β. aus Keramik, bestehenden Isolierteil, der Löcher oder Ausnehmungen auf-

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, weist, in die Heizwendeln eingebettet sind. Dieser Heizkörper ist von einer vorzugsweise metallischen Hülle umgeben. Die Wirkungstemperatur des Elektrowärmegerätes ist durch die Temperatur an der äußeren Oberfläche dieser Hülle gegeben, die zufolge Wärmeleitur affekten von der des Heizkörpers abweicht.

Es hat sich daher nicht bewäbrt, thermische Schalter außen an der Hülle anzubringen, weil, abgesehen vom räumlichen Platzbedarf, Regelschwingungen mit zu großer Amplitude bzw. ein verspätetes Ansprechen eines Temperaturbegrenzers die Folge sind. Aber auch bei innerhalb der erwähnten Hülle montierten bekannten thermischen Schaltern war die Ansprechgeschwindigkeit noch nicht befriedigend. Man kann natürlich nicht nur auf die Erfordernisse eines guten Wärmeüberganges Rücksicht nehmen, sondern ist auch gezwungen, die einschlägigen elektrischen Sicherheitsvorschriften, insbesondere hinsichtlich Kriech- und Luftstrecken, zu beachten. Diese stehen der Forderung nach einem guten Wärmeübergang oft geradezu diametral entgegen.

Über die thermischen und elektrischen Anforderungen hinaus werden in immer mehr zunehmendem Maße möglichst kleine Abmessungen der thermischen Schalter gefordert, damit diese auch für bisher unerschlossene Anwendungsgebiete eingesetzt werden können.

Das Ziel der Neuerung besteht darin, die Nachteile der bekannten thermischen Schalter zu vermeiden und einen möglichst kleinen Schalter zu schaffen, der auf außerhalb des Schalters herrschende Temperaturen rasch anspricht, wobei auch die Tempe-

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ratur von Körpern erfaßt werden soll, die vom thermischen Schalter durch einen wärmeisolierenden Körper getrennt sind.

Neuerungsgemäß ist zur Herbeiführung der wärmeleitenden Verbindung am Gehäuse ein aus gut wärmeleitendem Material bestehender stabförmiger Fortsatz angeordnet, der mit dem temperaturempfindlichen Bauteil in gut wärmeleitender Verbindung steht.

Der Fortsatz kann beispielsweise aus Kupfer, Aluminium, ί

Berylliumoxydkeramik od. dgl. bestehen. Dieser Fortsatz kann ^;

in einfacher Weise mit dem Körper, dessen Temperatur erfaßt j

werden soll, z. B. dem Heizkörper eines elektrischen Gerätes, j

in Eingriff gebracht werden und ermöglicht einen guten Wärme- J

übergang vom Heizkörper zum thermischen Schalter. Das mit dem Heizkörper in Wärmekontakt befindliche Stück des Fortsatzes weist zweckmäßig eine Länge von einigen Zentimetern auf. Mit dem nicht in Wärmekontakt stehenden, dem thermischen Schalter

näher gelegenen Teil des Fortsatzes ist es möglich, Isolierein- \

lagen u. dgl. zu durchsetzen und trotzdem Temperaturänderungen j mit nur geringer Verzögerung dem temperaturempfindlichen Bau- ^! teil zuzuführen.

Abgesehen davon, daß das angestrebte Ziel zur Gänze erreicht wird_; ist es möglich, gleich unter Zuhilfenahme des stab- ode¹ rohrförmigen Fortsatzes den Temperaturregler am j Heizkörper zu befestigen, wodurch die sonst notwendige Befestigungsvorrichtung entbehrlich wird.

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Vorteilhafterweise besteht das Gehäuse zumindest teilweise aus wärmeleitendem Material, wobei der Fortsatz unmittelbar an dem wärmeleitendem Teil des Gehäuses angeordnet ist. und der wärmeleitende Teil des Gehäuses mit dem temperaturempfindlichen Bauteil in wärmeleitender Verbindung steht.

Zweckmäßigerweise ist das Gehäuse zylindrisch ausgebil- · det, wobei der Fortsatz an einer Stirnseite des Gehäuses ange- |

ordnet ist. j

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Fortsatz elektrisch leitend und bildet den einen, mit einem der beiden Schaltkontakte in elektrischer Verbindung stehenden, elektrischen Anschluß des thermischen Schalters.

Vorteilhafterweise ist der eine der beiden Schaltkontakte mit dem Gehäuse elektrisch leitend verbunden.

Weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich an Hand der Zeichnung, in der u. a. ein Ausführungsbeispiel dargestellt

Fig. 1 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt

durch einen erfindungsgemäßen thermischen Schalter, Fig. 2 in annähernd natürlicher Größe den Einbau desselben Schalters in einen im Schnitt gezeichneten elektrischen Haarweller. Es ist dabei nur der für den Einbau des Schalters interessierende Teil des Haarweilers dargestellt.

Der in Fig. 1 dargestellte thermische Schalter weist

ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, dessen eine Stirnseite durch einen Boden 2 abgeschlossen ist, an dem exzentrisch ein Fortsatz 3 angeordnet ist. Dieser Fortsatz 3 kann erforderlichenfalls auch zentrisch angeordnet sein. Die Schaltkontakte 4,5 sind in der Achse des zylindrischen Gehäuses 1 angeordnet, wobei als temperaturempfindlicher Bauteil eine schnappende Thermobimetallscheibe 6 vorgesehen ist. Der feste Schaltkontakt 4 ist durch einen Glaskörper 7 über einen Durchführungsstift 8 isoliert nach außen geführt. Der Durchführungsstift 8 ist an seinem inneren Ende mit dem Schaltkontakt 4 verschweißt, während das äußere Ende zu einer Lötfahne 9 für den einen elektrischen Anschluß^ausgebildet ist. Der bewegliche Schaltkontakt 5 ist über die Kontaktfeder 10, die im ungespannten Zustand die Form einer Kreisscheibe mit halbkreisförmigen, versetzten Schlitzen verschiedener Radien hat, und den Einpreßring 11 mit dem Gehäuse 1 elektrisch leitend verbunden. Die schnappende Thermobimetall scheibe 6 ist in der kalten Lage dargestellt. Das Gehäuse 1 ist j mit der Bodenplatte 2 verschweißt, die vorher mit dem stabförmigen Fortsatz 3 aus Kupfer hart verlötet wurde. Der Fortsatz 3 ■ trägt an seinem Ende eine kurze Bohrung 12, die dem zweiten elektrischen Anschluß dient.

Ein Beispiel für den Einbau dieses thermischen Schalters zeigt Fig. 2. Der Fortsatz 3 des thermischen Schalters steckt in einer Bohrung 14 eines zylindrischen Keramikkörpers 13 mit mehreren Bohrungen 14, 15, 16. Dadurch erübrigt sich eine

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besondere Befestigung des thermischen Schalters am Keramikkörper;

13, zumals sich der Fortsatz 3 bei der Erwärmung zufolge der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten stärker ausdehnt als der Keramikkörper 13, so daß der Fortsatz 3 dadurch fest in der Bohrung 14 sitzt. Dadurch wird außerdem noch eine besonders gute Wärmeübertragung erzielt. Von diesen Bohrungen 14, 15, 16 sind mehrere für die Aufnahme der Heizwendel 19 vorgesehen. Es ist nur die eine mittlere Bohrung 15 gezeichnet. Weitere Bohrungen 15 liegen vor und hinter der Zeichenebene. Die Bohrungen

14, 16 dienen der Aufnahme der ZuIeitungsdrähte 17, 18. Das eine Ende der Heizwendel 19 ist mit dem ersten elektrischen Anschluß des Haarwellers verbunden, das zweite Ende mit dem Draht 18, der seinerseits mit dem Fortsatz 3 des thermischen Schalters in der Bohrung 12 verlötet ist. Der zweite elektrische Anschluß des Haarweliers ist mit dem Draht 17 verbunden. Eine Isoliereinlage 20 isoliert das Gehäuse 1 des thermischen Schalters elektrisch _; von der Heizwendel 19. Der Haarweller selbst weist eine Hülle 21 auf.

Ist der Haarweller eingeschaltet, so fließt Strom über den Draht 17, die Lötfahne 9, den Durchführungsstift 8, den ersten Schaltkontakt 4, den zweiten Schaltkontakt 5, die Kontaktfeder 10, den Einpreßring 11, das Gehäuse 1, die Bodenplatte 2, den Fortsatz 3, den Draht 18 und die Heizwendel 19 und erhitzt die Heizwendel 19, die ihrerseits den Keramikkörper 13 und schließlich die Hülle 21 erwärmt. Die Temperatur der Hülle 21 ist die für den Benutzer maßgebliche und wird durch die Tempe-

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ratur des Keramikkörpers 13 bestimmt. Der Fortsatz 3 des thermischen Schalters ist mit deiu Keramikkörper 13 über den größten Teil der Länge des Forsatzes 3 in Eingriff und leitet der Thermobimetallscheibe 6 über einen kurzen Weg im Gehäuse die Wärme zu, obwohl zwischen dem Gehäuse 1 des thermischen , Schalters und dem Keramikkörper 13 die Isoliereinlage 20 liegtj, die nicht nur elektrisch, sondern unvermeidbar auch thermisch j isoliert. Die Thermobimetallscheibe 6 folgt somit der Temperatur des Keramikkörpers 13 mit nur geringer Verzögerung. Ist die Sehalttemperatür der Thermobimetallscheibe 6 erreicht, so schnappt sie schlagartig symmetrisch nach unten um und trennt den beweglichen Schaltkontakt 5 gegen die Kraft der Kontaktfeder 10 vom festen Schaltkontakt 4. Der Strom ist unterbrochen, die Heizwendel 19 kühlt schnell, der Keramikkörper 13 jedoch wegen ssiner Trägheit nur langsam ab. Der Temperatur des Keramikkörpers 13 folgt jedoch über den Fortsatz 3 schnell die Temperatur der Thermobimetallscheibe 6. Sobald sie sich um einige Grade abgekühlt hat, schnappt sie wieder in die gezeichnete Lage und die vorgespannte Kontaktfeder 10 drückt den beweglichen Kontakt 5 gegen den festen Kontakt 4, wodurch der Stromkreis wieder geschlossen ist. Auf diese Weise wird die Oberflächentemperatur der Hülle 21 in engen Grenzen geregelt.

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Claims (6)

Schutzansprüche :

1. Thermischer Schalter, insbesondere für mittels Heizpatronen erwärmbare Elektrogeräte, mit zw^i Schaltkontakten, von denen mondestens einer elektrisch isoliert aus dem Gehäuse ι des thermischen Schalters herausgeführt ist, und mit einem mit \ der zu erfassenden Temperatur in wärmeleitender Verbindung stehenden temperaturempfindlichen, mechanisch auf einen der beiden Schaltkontakte wirkenden Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herbeiführung der wärmeleitenden Verbindung am Gehäuse (1) ein aus gut wärmeleitendem Material bestehender stabförmiger Fortsatz (3) angeordnet ist, der mit dem temperatürempfindlichen Bauteil (6) in gut wärmeleitender Verbindung steht.

2. Thermischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zumindest teilweise aus wärmeleitendem Material besteht und der Fortsatz (3) unmittelbar an dem wärmeleitendem Teil des Gehäuses (1) angeordnet ist, wobei der wärmeleitende Teil des Gehäuses (1) mit dem temperaturempfindlichen Rauteil (6) in wärmeleitender Verbindung steht.

3. Thermischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zylindrisch ausgebildet ist und !der Fortsatz (3) an einer Stirnseite (2) des Gehäuses (1) angeordnet ist.

4. Thermischer Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte (4,5) in der Achse des zylin-

dridchen Gehäuses (1) angeordnet sind, wobei als temperaturempfindlicher Bauteil (6) eine schnappende Thermob!metallplatte vorgesehen ist und der Fortsatz (3) parallel zur Gehäuseachse, insbesondere exzentrisch angeordnet ist.

5. Thermischer Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (3) elektrisch leitend ist und den einen, mit einem der beiden Schaltkontakte (5) in elektrischer Verbindung stehenden, elektrischen Anschluß des thermischen Schalters bildet·

6. Thermischer Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Schaltkontakte (5) mit dem Gehäuse (1) elektrisch leitend verbunden ist.