DE7317639U - Automatischer Schalter - Google Patents

Description

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THERMOSTAT- UND SCHALTGERÄTEBAU GMBH & CO. KG. 8730 Bad Kissingen

Automatischer Schalter

Die Neuerung betrifft «iinen automatischen Schalter, bestehend aus einem Gehäuseteil, in dem ein Schaltelement axial verschiebbar angeordnet ist, sowie aus einem mit dem Gehäuseteil lösbar verbundenen Gehäuseansatz, an dem das eine Ende eines stabförmigen Elementes befestigt ist und der einen Betätigungsmechanismus enthält, durch den das Schaltelement abhängig von der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung bzw. Kontraktion zwischen dem stabförmigen Element und dem Gehäuseansatz verschiebbar ist,.wobei diese Verschiebung durch Überwindung eines mechanischen V'iderstandes spontan erfolgt.

Bei den bisher im Handel verfügbaren automatischen Schaltern der vorstehenden Art, die auch als Temperaturbegrenzer mit Stabfühler bezeichnet werden, sind zur Erzielung des mechanischen Widerstandes, um ein spontanes Umschalten zu erreichen, Verklinkungen vorgesehen, die bei Erreichen der eingestellten

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Temperatur gelöst werden, d. h. wenn eine bestimmte Relation der thermischen Ausdehnung bzw. Kontraktion zwischen dem stabförtnigen Element und dem es halternden Gehäuse erreicht wird.

Ee hat sich jedoch gezeigt, daß bei einer solchen Verklinkung der Einfluß der Reibungskräfte sehr groß ist, so daß das Abschalten nicht genau bei der eingestellten Temperatur erfolgt.

Die der Neuerung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, den automatischen Schalter der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß der Einfluß von Reibungskräften ausgeschlossen wird, um ein sicheres Schalten bei der eingestellten Temperatur zu gewährleisten«

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß bei dem Schalter der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Betätigungsmechanismus sins einem «ei* dem Sehaltelement in Eingriff bringbaren Winkelhebel, der im gehäuseteilseitigen Bereich des Gehäuseansatzes angelenkt ist und an seinem gegenüberliegenden Ende einen Winkelarm aufweist, und aus einem Schwenkhebel besteht, der zwischen dem mit seinem anderen Ende an ihm angreifenden stabförmigen Element und dem Winkelhebel nahe der Angriffs- ' stelle des stabförmigen Elementes gehäuseans&tzsei-tig schwenkbar gelagert ist, mit seinem einen Ende über ein einen Sprungpunkt aufweisendes elastisches Element mit dem Winkelarm des Winkelhebels und mit seinem anderen Ende mit einer Feder verbunden ist, die am Boden des Gehäuseansatzes gehaltert ist, wobei duirch die unterschiedliche thermische Längenänderung zwischen dem stabförmigen Element und dem Gehäuseansatz der Schwenkhebel durch die Feder mit seinem winkelarmseitigen Ende so bewegt wird, daß der Sprungpunkt des elastischen Elementes und dadurch das spontane Umschalten.erreicht wird.

Dieser Schalter hat den Vorteil, daß das Auftreten von Reibungskräften weitgehend ausgeschaltet ist; wodurch ein

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sicheres Funktionieren gewährleistet wird. Außerdem xst die A4iahl der für diesen Schalter erforderlichen Bauteile gering.

Eine u5VOZ*zUgtS Ausführung« for»? des neuerungs?emäßen Schalters besteht darin, daß der Schwenkpunkt des Schwenkhebels zwischen dem Anlenkpunkt des Winkelhebels und der Angriffsstelle des stabförmigen Elementes liegt, die Feder eine Druckfeder und das Plastische Element eine Blattfeder ist, wobei das Wärmeausdehnungsvermögen des stabfiärmigen Elementes geringer ist als das des Gehäuseansatzes. Ein solcher Schalter eigent sich für das Anordnen in der Atmosphäre, wobei der Gehäuseansatz mit der Büchse einer gleichmäßigen Erwärmung bzw. Abkühlung abgesetzt ist, so daß ein schnelles Ansprechen des Schalters gewährleistet wird.

Zweckmäßigerweise ist der Winkelarm des Winkelhebels im wesentlichen senkrecht zu diesem abgebogen und liegt in der einen Endlage des Winkelhebels am Bo; λ des Gehäuseansatzes an. Dadurch ist es möglich, die Blattfeder in dieser Endlage zwischen dem Winkelarm und dem Schwenkhebel gespannt zu halten.

Das freie Ende des Winkelarmes hat auf der der Angriffs- · stelle der Blattfeder gegenüberliegenden Seite einen Fortsatz, in dem eine Justierschraube sitzt, mit welcher der Abstand des freien Endes des Winkelarmes zum Boden des Gehäuseansatzes in der einen Endlage des Winkelhebels einstellbar ist. Durch diese EinstellmögliGhkeit ist e.ine Wahl der Schalttemperatur möglich.

Damit die Blattfeder auch in der anderen Endlage des Winkelhebels in einem gespannten Zustand zwischen dem Winkelartn und dem Schwenkhebel gehalten werden kann, schlägt zweckmäßigerweise das winkelarmseitige Ende des Winkelarmes am Gehäuseteil in der anderen Endlage des Winkelhebels an.

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Anhand der beiliegenden Zeichnung wird die Neuerung beispielsweise näher erläutert.

Fig» 1 zeigt einen Axialschnitt einer· Ausführungsform eines Schalters mit geschlossenen Kontakten.

Fig. 2 zeigt den Schalter von Fig. 1 bei geöffneten Kontakten.

Der in den Figuren gezeigte Schalter besteht aus einem Gehäuseteil 1, das mit einem Gehäuseansatz 2 lösbar verbunden ist. Der Gehäuseansatz 2 ist gegenüber der Seite des Gehäuseteils 1 von einem Boden 3 abgeschlossen. Von der im Gehäuseansatz 2 gegenüberliegenden Seite des Gehäuseteils stehen Anschlußklemmen k vor, die in dem elektrisch isolierenden Material des Gehäuseteils 1 eingebettet sind und in Kontakten 5 enden. Diese Kontakte 5 sind durch Kontaktbrücken 6 miteinander verbindbar, die durch sich am Gehäuseteile ι in entsprechenden Ausnehmungen abstütztende Federn 7 so vorgespannt sind, daß durch sie die Kontaktbrücken 6 gegen die miteinander zu verbindenden Kontakte 5 gedrückt werden. Die Kontaktbrücken 6 sitzen an den Armen eines Schaltelementes 8, das in einer bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel zentralen Ausnehmung 15 im Gehäuseteil 1 axial verschiebbar angeordnet ist. Gehäuseansatzseitig hat das Schaltelement 8 einen Schiebeansatz 9, der aus Metall bestehen kann und in dem elektrisch isolierendem Material des Schaltelementes 8 eingebettet ist.

Am Boden 3 des Gehäuseansatzes 2 ist eine Büchse Io befestigt, die an ihrem dem Boden 3 gegenüberliegenden Ende 11 verschlossen ist. An dem Boden 11 der Büchse Io stützt sich ein stabförmiges Element 13 ab, das durch eine Gleitführung in der Büchse Io koaxial zur Büchse Io gelagert ist. Das stabförmige Element 13 endet innerhalb des_Gehäuseansatzes 2 in einer Spitze 14. Die Spitze I** steht mit einer entsprechend

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f-eformten Angriffes teile 33 an einem Schwenkhebel 31 in Eingriff, der in unmittelbarer Nähe der Angriffsstelle 33 in einem Schwenkpunkt J2 angelenkt ist.

Zwischen dem Schwenkhebel Jl und dem Gehäuseteil 1 ist in dem Gehäuseansatz 2 ein Winkelhebel 2o vorgesehen, der im äußeren Randbereich des Gehäuseansatzes 2 in einem Gelenkpunkt 22 angelenkt ist. Auf der gehäuseteilseitigen Oberfläche des Winkelhebels 2o liegt das Schiebestück 9 des Schaltelementes auf. An dem dem Gelenkpunkt 22 gegenüberliegenden Ende hat der Arm 21 des Winkeihebels 2o einen in Richtung des Schwenkhebels im wesentlichen rechtwinklig abgebogenen Winkelarm 23· Der Winkelarm 23 ist mit dem ihm gegenüberliegenden, zur Erleichterung der Befestigung umgebogenen Ende des Schwenkhebels Jl mittels einer Blattfeder 37 verbunden, die durch eine bestimmte Vorspannung in ihren beiden Endlagen zwischen dem Winkelaioi 23 und dem Schwenkhebel 3I gehaltart ist und einen bestimmten Sprungwert aufweist. An seinem dem Angriff der Blattfeder 37 gegenüberliegenden Ende ist der Schwenkhebel Jl von einer Druckfeder Jk beaufschlagt, die sich an einem Ansatz 36 des Schwenkhebels 3I und an einem Ansatz 35 des Bodens J abstützt. Das Gelenk 32 des Schwenkhebels 3I liegt auf der Seite der Druckfeder Jk, also zwischen dem stabförmigen Element 13 und dem Gelenk 22 des Winkelhebels 2o.

Der Winkelarm 23 hat einen auf der Angriffsstelle der Blattfeder 37 gegenüberliegenden Seite befindlichen Fortsatz 2k _% ! der im wesentlichen parallel zum Arm 21 dee Winkelhebels verläuft und der senkrecht von einer Justierschraube 25 durch- j setzt ist. j

Bei der in Fig. 1 gezeigten Lage ist das blattfederseitige Ende des Schwenkhebels 3I nach oben gedrückt, während die Justierschraube 25 am Fortsatz 2k des Winkelhebels 2o am ) Boden J des Gehäuseansatzes aufliegt. Die Blattfeder 37 hält j

dabei den Schwenkhebel 3* in. der gezeigten Lage entgegen der. Wirkung der Druckfeder 34. Der Winkelhebel 2o bleibt dadurch abgesenkt, so daß die Federn 7 das Schaltelement 8 und somit seine Kontaktbrücken 6 gegen die Kontakte 5 drücken kennen, wodurch der elektrische Kontakt hergestellt ist.

Wenn sich der Gehäuseansatz 2 mit der das eine Ende des stabförmigen Elementes 13 halternden Büchse Io erwärmt, dehnt sich die Büchse stärker aus als das stabförmige Element 13» dessen Wärmeausdehnungskoeffizient geringer ist als der des Materials der Büchse Io bzw. des Ansatzes 3· Dadurch verringert sich der Druck der Spitze 14 des stabförwigen Elementes 13 auf die Angriffsstelle 33 an Schwenkhebel 3I, so daß die Feder 34 den Sprungpunkt der Blattfeder 37 überwindet. Dabei dreht sich der Schwenkhebel Jl um seinen Schwenkpunkt 32. Das schwenkhebelseitige Ende der Blattfeder 37 kommt in die untere Lage. Infolge der Vorspannung der Blattfeder wird dadurch der Winkelarm 23 des Winkelhebels 2o nach oben gedrückt, so daß der auf der gehäuseteilseitigen Fläche des Armes 21 des Winkelhebels 2o anliegende Schiebeansatz 9 ebenfalls nach oben, d. h. in Richtung der Anschlußklemmen 4, gedrückt wird, wodurch sich die Kontaktbrücken 6 entgegen der Wirkung der Federn 7 von den Kontakten 5 abheben, so daß die elektrische Verbindung unterbrochen wird.

Man sieht, daß durch diesen Betätigungsmechanismus ein exaktes Trennen der Kontakten bei einer ganz bestimmten Temperatur möglich ist, wobei diese Temperatur durch die Differenz der thermischen Ausdehnung von Gehäuseansatz und/oder Büchse und des stabförmigen Elementes sowie der. Sprungpunkt der Blattfeder 37 fixiert ist. Eine Einstellung dieser Temperatur ist durch die Justierschraube 25 möglich, durch die der Abstand des Angriffspunktes der Blattfeder 37 am Winkelarm 23 zum Boden 3 des Gehäuseansatzes 2 und somit der Sprung·» punkt der Blattfeder 37 einstellbar ist.

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Die Rückstellung erfolgt bei dem gezeigten Beispiel von Hand durch Druck auf das sternförmig ausgebildete Schaltelement 8, das über den über ein Schraubgewinde justierbaren Schiebeansatz 9 den Winkelhebel 2o über den Sprungpunkt der Blattfeder 37 zurückbewegt.

Der neuerungsgemäße Schalter kann natürlich auch so eingesetzt werden, daß bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die Kontakte geschlossen werden, während sie nach Untersehreiten dieser Temperatur geöffnet werden» Dies erfordert beispielsweise lediglich die umgekehrte Anordnung von Kontakten und Kontaktbrücken.

Anstelle der beispielsweise aufgeführten elektrischen Kontakte können auch andere Schaltorgane betätigt werden, die pneumatische, hydraulische, mechanische oder ähnliche Vorgänge einleiten oder unterbrechen.

Die Wahl der Seite des Schwenkpunktes 32 des Schwenkhebels 31 hängt von der Art der Feder 34, die als Druck- oder Zugfeder ausgebildet sein kann, sowie davon ab, ob der Wärmeausdehnungskoeffizient des stabförmigen Elementes kleiner als der der Büchse Io ist, was gewöhnlich der Fall ist, wenn die Büchse der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist, oder größer als der der Büchse Io ist, was dann erwünscht ist, wenn das stabförmige Element beispielsweise innenseitig im Zwangskonvektionsstrom von einem Regelfluid beaufschlagt wird.

Claims (5)

1. SCHUTZANSPRÜCHE
2. Automatischer Schalter, bestehend aus einem Gehäuseteil, in dem ein Schaltelement axial verschiebbar angeordnet ist, sowie aus einem mit dem Gehäuseteil lösbar verbundenen Geräuseansatz, an dem das eine Ende eines stabförmigen Elementes befestigt ist und der einen Betätigungsmechanismu ■ enthält, durch den das Schaltelement abhängig von der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung bzw. Kontraktion zwischen dem stabförmigen Element und dem Gehäuseansatz verschiebbar ist, wobei diese Verschiebung durch Überwindung eines mechanischen Widerstandes spontan erfolgt, dadurch gekennzeicnnet, daß der Betätigungsmechanismus aus einem mit dem Schaltelement (8) in Eingriff bringbaen Winkelhebel (2o), der im gehäuseteilseitigen Bereich des Gehäuaieansatzes (2) angelenkt ist und aus einem Schwenkhebel (31) besteht, der zwischen dem mit seinem anderen Ende (lA) an ihm angreifenden stabförmigen Element (Ij)) und dem Winkelhebel (2o) nahe der Angriffsstelle (33) des stabförmigen Elementes (13) gehäuseansatzseitig schwenkbar gelagert ist, mit seinem einen Ende über ein einen Sprungpunkt aufweisendes elastisches Element (37) mit dem Winkelarm (23) des Winkelhebels (2o) und mit' seinem anderen Ende mit einer Feder (34) verbunden ist, die am Boden (3) des aehäuseansatzes (2) gehaltert ist, wobei durch die unterschiedliche thermische Längenänderung zwischen dem stabförmigen Element (I3) und dem Gehäuseansatz (2, (2, Io) der Schwenkhebel durch die Feder (3*0 mit seinem winkelarmseitigen Ende so bewegt wird, daß der Sprungpunkt des elastischen Elementes ,(37) und dadurch das spontane Umschalten erreicht wird.
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4. 4; 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzei·;' net,

   daß der Schwenkpunkt (32) des Schwenkhebels (31)

   :| zwischen dem Anlenkpunkt (22) des Winkelhebels (2o)

   und der Angriffsstelle (33) des stabförmigen Elementes ; (13) liegt, die Feder eine Druckfeder (3^) und das

   elastische Element eine Blattfeder (37) ist,

   j- wobei das Wärmeausdehnungsvermögen des stabförmigen

   .jj| Elementes (13) geringer ist als das des Gehäusean-

   ; Jf satzes (2, lo).

   l\'j 3· Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

   * . daß der Winke.larm (23) des Winkelhebels (2o) im wesent-S liehen senkrecht zu diesem abgebogen ist und in der

   * einen Endlage des Winkels (2o) am Boden (3) des Gehäuseansatzes (2) anliegt.

   k. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Winkelarmes (23) einen auf der Angriffsstelle der Blattfeder (37) gegenüberliegenden Seite einen Fortsatz (24) hat, in dem eine Justierschraube (25) sitzt, mit welcher der Abstand des freien Endes des Winkelarmes (23) zum Boden (3) des Gehäuseansatzes (2) in der einen Endlage des Winkelhebels (2o) einstellbar ist.
5. 5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der anderen Endlage des Winkelhebels (2o) sein winkelarmseitiges Ende am Gehäuseteil (l) anschlägt

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