DE69601442T2 - Regelungsthermostat, wobei in der Sonde eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen ist - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Thermostaten mit Sonde, der beispielsweise zur Regelung der Temperatur von Wasser bestimmt ist, das im Inneren einer elektrischen Wasserheizeinrichtung enthalten ist.
• Thermostate sind Geräte mit wärmeempfänglicher Steuerung im zyklischen Betrieb, die zur Aufrechterhaltung der Temperatur zwischen zwei Werten bestimmt sind, insbesondere bei normalen Funktionsbedingungen, und in welchen eine Regelung oder Einstellung des Gebrauchers vorgesehen sein kann.
• Thermostate mit Sonden sind elektromechanische Regelsysteme der Temperatur, die einerseits ein metallisches Rohr mit starkem Ausdehnungskoeffizienten (Kupfer, Messing) enthalten, in dessen Innerem ein Metallstab mit schwachem Ausdehnungskoeffizienten gelegen ist, und andererseits einen elektrischen Kontakt aufweist, der den in die Widerstandsheizung geschickten Strom steuert und infolge der unterschiedlichen Ausdehnung der beiden die Sonde bildenden Metalle betätigt wird.
• Bekannte Thermostate mit Sonde, die für elektrische Wasserheizgeräte bestimmt sind, die unter Druck arbeiten, enthalten generell eine Sicherheitsvorrichtung, welche die elektrische Stromversorgung zu unterbrechen ermöglicht, die zur Heizung des Raums bestimmt ist, in welcher die Sonde untergebracht ist, und zwar im Falle überhöhter Temperatur im Inneren der Umhüllung des Raums.
• Man kennt einen Thermostaten dieser Art, welcher beispielsweise in dem Patent 2 579 013 der Anmelderin beschrieben ist und welcher insbesondere eine sich aufwölbende Scheibe enthält, die sich unter der Wirkung einer vorbestimmten Temperatur deformiert, um einen Schieber zu betätigen, dessen Verschiebung die Unterbrechung des Heizschaltkreises des Raumes bewirkt, in dem die Sonde des Thermostaten angeordnet ist.
• Diese Art des Thermostaten überträgt die Wärme des Wassers, das in dem Raum enthalten ist, durch metallische Leitung des Körpers der Umhüllung, in welchem die sich aufwölbende Scheibe gelegen ist. Diese muß deshalb vorgesehen sein, sich bei einer kritischen Temperatur zu deformieren, die am Ende der Sonde im Inneren des Wasserheizgeräts im Hinblick auf die Unterbrechung der elektrischen Kreise einen kritischen Wert erreicht.
• Um perfektes Funktionieren zu erzielen, muß man eine sich aufwölbende Scheibe vorsehen, die sich bei einer Temperatur gut unterhalb der kritischen Schwelle deformiert, und zwar wegen des Abstandes, der das Ende der Sonde von dem Ansatz des an der Umhüllung befestigten Thermostaten trennt.
• Die Verbesserungen, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, ermöglichen die Herstellung einer Sicherheitsvorrichtung, die am Ende der Sonde, somit im Herzen des Regelsystems, arbeitet.
• Zu diesem Zweck umfaßt der Thermostat der vorliegenden Erfindung in der Nähe des freien Endes der Sonde und zwischen dem Rohr und dem Stab eine Sicherheitsvorrichtung, die von einer Feder aus Gedächtnislegierung gebildet wird und eine Form aufweist, die über eine Abstandshülse auf einen Schieber wirkt, dessen Verschiebung die Öffnung der elektrischen Unterbrecher bewirkt, wenn die Temperatur im Inneren der Umhüllung, in welcher die Sonde sitzt, eine unbeabsichtigte Erhöhung erfährt.
• Die angefügte Zeichnung, die als Ausführungsbeispiel zu werten ist, läßt die Erfindung mit ihren Merkmalen und Vorteilen besser verstehen. Dabei zeigt:
• Fig. 1 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung der Sicherheitsvorrichtung gemäß Erfindung,
• Fig. 2 einen Schnitt durch einen Thermostaten mit Sonde, der mit der Sicherheitsvorrichtung in Funktionsstellung versehen ist,
• Fig. 3 einen Schnitt ähnlich zu Fig. 2, jedoch mit offenen elektrischen Unterbrechern wegen der Ausdehnung der Sicherheitsvorrichtung bei einer unerwünschten Erhöhung der Temperatur.
• In Fig. 1 bis 3 ist ein Thermostat 1 mit Sonde dargestellt, der einen Sockel 2 aus Kunststoff umfaßt und der einerseits den Steuermechanismus der Stromversorgungsschaltung des Heizsystems und andererseits eine metallische Sonde 3 trägt.
• Die Sonde 3 umfaßt ein Rohr 3a mit starkem Ausdehnungskoeffizienten, die mit einer metallischen Schale 3b verbunden ist, welche zwei sich gegenüberstehende Klauen 3c und 3d aufweist, die jeweils in Schlitzen 2a und 2b in dem Sockel 2 zu liegen kommen.
• Die Klaue 3c umfaßt eine vertikale Verlängerung 3e, deren Basis benachbart zweier Flügel 3f und 3g angeordnet ist, die in der gleichen Richtung wie die Verlängerung 3e orientiert sind. Die Flügel 3f und 3g sind im Inneren des Schlitzes 2a so abgeplattet, um die Schale 3b mit Bezug auf den Sockel 2 axial rückzuhalten.
• In gleicher Weise umfaßt die Klaue 3d zwei parallele Anschlagsstifte 3h und 31, die durch eine mittige Nut 3j voneinander getrennt sind, um das Niederdrücken der Anschläge im Inneren des Schlitzes 2b zu ermöglichen und die zweite Befestigungsstelle der Schale 3b mit Bezug auf den Sockel 2 zu bilden.
• Im Inneren des Rohres 3a ist ein Metallstab 4 mit schwachem Ausdehnungskoeffizienten angeordnet, dessen eines Ende am Rohr 3a geklemmt ist, während das andere Ende mit dem Regelorgan 5 zusammenarbeitet. Wie ersichtlich, reicht die Verlängerung 3e der Klaue 3c über den Sockel 2 hinaus, um der Schwenkung des einen Endes eines isolierenden Verstärkungshebels 6a des elektrischen Kontakts 6 zu dienen, der mit der Stange 4 in Abhängigkeit von den Temperaturschwankungen betätigt wird, die im Inneren der Umhüllung herrschen, in welcher die Sonde 3 angeordnet ist.
• Die Sonde umfaßt an ihrem freien Ende und zwischen dem Rohr 3a und der Stange 4 eine Sicherheitsvorrichtung 7. Diese Sicherheitsvorrichtung wird von einer Feder 7a aus einer Gedächtnislegierung in solcher Form gebildet, daß der Stab 4 hindurchreicht. Die Feder 7a stützt sich auf einer Scheibe 7b ab, die von dem Stab 4 durchsetzt wird und die in der Nähe der Klemmung des Rohres 3a mit dem Stab 4 angeordnet ist. Als Variante kann vorgesehen sein, daß sich die Feder 7a direkt an dem konischen Teil 3k des Rohres 3a abstützt, ohne daß dies in das gute Funktionieren der Sicherheitsvorrichtung 7 störend eingreifen würde.
• Eine zylindrische Abstandshülse 7c ist auf den verbleibenden Teil der Sonde 3 zwischen dem Rohr 3a und dem metallischen Stab 4 eingeführt. Die Abstandshülse 7c ist etwas länger als das Rohr 3a, um in den Raum einzumünden, der von der Schale 3b begrenzt wird. Die Abstandshülse 7c stützt sich gegen die Feder 7a ab und bleibt frei, sich vertikal im Inneren der Sonde 3 zu verschieben.
• Über der Abstandshülse 7c findet sich ein Schieber 8 aus Isolationsmaterial, beispielsweise aus Kunststoff, und wird von dem Stab 4 durchdrungen, der sich hin- und hergehend im Inneren einer geeigneten Öffnung 2c vertikal verschieben kann, die in dem Sockel 2 angebracht ist. Der Schieber 8 umfaßt einen mittigen Teil 8a, der um zwei Flügel 8b und 8c verlängert ist, die sich diametral gegenüberstehen und jeweils mit einem Anschlag 8d, 8e fest verbunden sind, die sich vertikal und parallel zur Verschiebungsachse des Schiebers 8 erstrecken.
• Einer der Flügel und insbesondere der Flügel 8c umfaßt in der Nähe des Anschlags 8e einen Rückstellfinger 8f, der sich in Richtung des Äußeren des Gehäuses 9 erstreckt, das strichpunktiert in Fig. 2 und 3 angedeutet ist.
• Oberhalb der Anschläge 8d und 8e sind metallische, elastische Blattfedern 10a und 11a angeordnet, die jeweils dem Sicherheitsunterbrecher 10 und 11 des Thermostaten 1 angehören. Jeder Sicherheitsunterbrecher 10 und 11 ist auf eine zugehörige Versorgungsphase des elektrischen Stroms des Widerstands des Wasserheizgerätes oder des analogen Geräts (nicht dargestellt) montiert.
• Die Enden der elastischen Federn 10a und 11a tragen bewegliche Kontakte 10b und 11b, die mit feststehenden Kontakten 10c und 11c zusammenarbeiten, welche an den Verbindungsklemmen 12 befestigt sind, von denen eine in Fig. 2 und 3 dargestellt ist.
• Die Arbeitsweise des Thermostaten 1 folgt aus den vorstehenden Erläuterungen. Der Kontakt 6 wird durch den Verstärkungshebel 6a in Abhängigkeit von der relativen Ausdehnung des Rohres 3a mit Bezug auf den Stab 4 gesteuert. Die Regelung des Thermostaten 1 wird durch den Knopf 5 bewirkt.
• Der Knopf 5 kann einen Index tragen, der gegenüber einer Skala verschieblich ist, die am Gehäuse 9 angebracht ist. Wenn aus irgendeinem Grund die Temperatur der Einrichtung anomal ansteigt, die die minimale thermische Schwelle der Feder 7a übersteigt, dehnt sich diese aus, um die Abstandshülse 7c vertikal nach oben im Inneren des Rohres 3a zu verschieben. Die Verschiebung der Abstandshülse 7c nach oben führt zur Mitnahme des Schiebers aus Kunststoff 8, der mittels der Anschläge 8d und 8e die elastischen Federn 10a und 11a anhebt, um die Sicherheitsunterbrecher 10 und 11 zu öffnen und den Strom in der Heizeinrichtung zu unterbrechen.
• Es genügt, sich auf den Rückstellfinger 8f zu stützen, um die Feder 7a in ihre ursprüngliche Stellung zu bringen, in welcher die Sicherheitsunterbrecher 10 und 11 in Kontakt kommen. Die Rückkehr der Feder 7a in die Ausgangsstellung kann nur dann ausgeführt werden, wenn die Temperatur am Ende der Sonde 3a, d. h. im Inneren des Wasserheizgeräts, unterhalb die kritische Schwelle abgesunken ist.
• Der Rückstellfinger 8f kann fortgelassen werden, um die Benutzung von Thermostaten zu vermeiden, die eine unerwünschte Temperaturerhöhung erfahren haben.

Claims (6)

1. Thermostat mit Sonde (3), der ein elektromechanisches System der Regelung der Temperatur umfaßt, das mit einer Sonde (3) aus einem metallischen Rohr (3a) mit starkem Ausdehnungskoeffizienten und mit einem Metallstab (4) mit schwachem Ausdehnungskoeffizienten sowie mit mindestens einem elektrischen Sicherheitsunterbrecher (10, 11) ausgestattet ist, der den im Heizwiderstand verwendeten elektrischen Strom regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (3) an ihrem freien Ende und zwischen Rohr (3a) und Stab (4) eine Sicherheitsvorrichtung (7) umfaßt, die von einer Feder (7a) aus Gedächtnis- Legierung solcher Form gebildet wird, die durch eine Abstandshülse (7c) auf einen Schieber (8) wirkt, dessen Verschiebung die Öffnung der elektrischen Unterbrecher (10, 11) bewirkt, wenn die Temperaturerhöhung einen minimalen thermischen Schwellenwert der Feder (7a) übersteigt.

2. Thermostat mit Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7a) sich auf einer durchbohrten Scheibe (7b) abstützt, die in der Nähe der Quetschverbindung zur Befestigung des Rohrs (3a) mit dem Stab (4) angeordnet ist.

3. Thermostat mit Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (7a) sich direkt auf dem konischen Teil (3k) des Rohrs (3a) der Sonde (3) abstützt.

4. Thermostat mit Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshülse (7c) sich bis oberhalb einer Wanne (3c) erstreckt, um in Kontakt mit dem Schieber (8) zu gelangen.

5. Thermostat mit Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (8) einen mittleren Teil (8a) und zwei daran befestigte Flügel (8b, 8c) aufweist, die sich diametral gegenüberstehen und jeweils mit einem vertikalen Anschlag (8d, 8e) verlängert sind.

6. Thermostat mit Sonde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (8) auf seinem Flügel (8c) und in der Nähe seines Anschlags (8e) einen Rückstellfinger (8f) aufweist, der sich vertikal gemäß der Verschiebeachse des Schiebers erstreckt.