Wärmefühler, insbesondere für die Temperaturregelung in Fahrzeugen
Die zur Temperaturregelung benutzten Wärmefühler mit Bimetall als Wärmeauslöser
arbeiten nur dann mit augenblicklicher Ab- und Zuschaltung, wenn die schleichende
Bewegung des Bimetalls infolge der Wärmedehnung eine plötzlich wirkende Schaltkraft
auslöst. Dabei wird von einer gewissen Verbiegung des Bimetalls an auf die Schaltfeder
die Anziehungskraft eines Magneten oder Elektromagneten ausgeübt, der die plötzliche
Anziehung an den Kontakt bewirkt. Beim Ausschalten sinkt der Kontaktdruck allmählich,
bis das Abreißen beim Kontaktdruck Null stattfindet. Auch beim Einschalten erhöht
sich der Kontaktdruck im Verlauf der Wärmebiegung des Bimetalls vom Kontaktschluß
an allmählich bis zum Kontaktdruck im Beharrungszustand der Einschaltstellung. Wenn
der Wärmefühler, z. B. auf Fahrzeugen, Erschütterungen ausgesetzt ist, wirkt sich
ein derartiger Verlauf der Kontaktdrücke jedoch ungünstig aus. Dann kommt es oft
zum Zittern des Kontaktes, der in raschem Wechsel schließt und öffnet und hierbei
durch Funkenbildung so verschleißt, daß die Temperaturempfindlichkeit sinkt. Außerdem
muß infolgedessen die Schaltleistung des Wärmefühlers herabgesetzt werden.Heat sensors, in particular for temperature control in vehicles
The heat sensors used for temperature control with bimetal as a heat trigger
only work with instantaneous disconnection and connection when the creeping
Movement of the bimetal as a result of the thermal expansion a sudden switching force
triggers. A certain amount of bending of the bimetal acts on the switching spring
the force of attraction exerted by a magnet or electromagnet, causing the sudden
Creates attraction to the contact. When switching off, the contact pressure decreases gradually,
until tearing takes place at zero contact pressure. Also increased when switched on
the contact pressure increases in the course of the thermal bending of the bimetal from the contact closure
on gradually up to the contact pressure in the steady state of the switch-on position. if
the heat sensor, e.g. B. on vehicles that is exposed to vibrations, affects
such a profile of the contact pressures, however, is unfavorable. Then it often happens
to the trembling of the contact, which closes and opens in rapid alternation and here
wears so much from spark formation that the temperature sensitivity drops. aside from that
As a result, the switching capacity of the heat sensor must be reduced.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile
zu vermeiden. Unter Verwendung des bekannten Prinzips, die auslösenden Bimetallstreifen
kraftschlüssig auf einen mechanisch vorgespannten Kontaktträger, vorzugsweise eine
Blattfeder, wirken zu lassen, ist die erfindungsgemäße Anordnung so getroffen, daß
die
Bimetallstreifen parallel mit einander entgegengesetzten Wärmebiegungen
an einem Ende auf einer gemeinsamen Lagerplatte befestigt sind. Die Bimetallstreifen
halten am anderen Ende in Schneidenlagern einen Hebel, dessen Drehachse in der Symmetrieebene
der Bimetallstreifen liegt. Die weiteren Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung des in den Abb. i bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiels des Erfindungsgedankens
zu entnehmen.The invention is based on the above-mentioned disadvantages
to avoid. Using the well-known principle, the triggering bimetal strips
frictionally on a mechanically prestressed contact carrier, preferably one
Leaf spring to act, the arrangement according to the invention is made so that
the
Bimetal strips parallel with opposing thermal bends
are attached at one end to a common bearing plate. The bimetal strips
hold a lever at the other end in knife-edge bearings, the axis of rotation of which is in the plane of symmetry
the bimetal strip lies. The further details of the invention are as follows
Description of the embodiment of the inventive concept illustrated in FIGS
refer to.
Abb. i veranschaulicht einen Grundriß des Wärmefühlers mit teilweisem
Schnitt nach III-III in Abb. 2; Abb. 2 veranschaulicht einen Aufriß mit Schnitt
nach II-II in Abb. q. und Abb. 3 einen Seitenriß des Wärmefühlers; Abb. q. stellt
einen Schnitt I-I in Abb. 2 dar; schließlich sind aus Abb. 5 schematisch die verschiedenen
Lagen der Blattfeder des Wärmefühlers zu erkennen.Fig. I illustrates a plan view of the heat sensor with partial
Section III-III in Fig. 2; Figure 2 illustrates a front elevation, in section
according to II-II in Fig. q. and Fig. 3 is a side elevation of the heat sensor; Fig.q. represents
a section I-I in Fig. 2; finally, from Fig. 5, the various
The positions of the leaf spring of the heat sensor can be recognized.
In den Zeichnungen ist mit i eine Grundplatte und mit 2 ein ein Schneidenlager
3 aufweisender Lagerbock bezeichnet. Ein zweiter Lagerbock q. weist ein gleichartiges
Schneidenlager 5 auf. Die Lager liegen in der Achse der Blattfeder 6, deren schneidenförmige
Enden 7 und 8 spielfrei in den Schneidenlagern 3 und 5 abgestützt sind. Die Blattfeder
6 trägt an einer dem Schneidenlager 3 nahe gelegenen Stelle beidseitig je einen
Kontakt 9 und io, die über eine hochbiegsame Litze 1i an eine Klemme 12 gemeinsam
angeschlossen sind. Den Kontakten 9 und io gegenüber stehen auf der Grundplatte
i einstellbare Kontaktschrauben 9 ; 10', die zusammen mit der Klemme 12 und der
Litze i i als Zu- und Ableitungen für den durch den Wärmefühler zu schaltenden Stromkreis
dienen.In the drawings, i denotes a base plate and 2 denotes a cutting edge bearing
3 labeled bearing block. A second bearing block q. exhibits a similar
Cutting edge bearing 5 on. The bearings are in the axis of the leaf spring 6, the blade-shaped
Ends 7 and 8 are supported in the cutter bearings 3 and 5 without play. The leaf spring
6 carries one on both sides at a point close to the cutting edge bearing 3
Contact 9 and io, which are connected to a terminal 12 via a highly flexible strand 1i
are connected. Contacts 9 and io are opposite on the base plate
i adjustable contact screws 9; 10 ', which together with terminal 12 and the
Wire i i as supply and discharge lines for the circuit to be switched by the heat sensor
to serve.
An einer dem Scbneidenlager 5 nahen Stelle hat die Blattfeder 6 beiderseits
je eine körnerförmige Vertiefung 13, in der spielfrei, aber leicht beweglich, je
ein truppenförmiges Ende 1q., 15 eines symmetrischen zangenförmigen Hebels 16 liegt
(vgl. Abb. 4 und 5). Dieser Hebel 16 hat an seinem anderen Ende zwei Einkerbungen
17, 18, die als Schneidemager dienen und senkrecht zur Symmetrieachse des Hebels
16 einander gegenüberliegen. Auf dem Lagerbock 2 ist eine Lagerplatte 1g um einen
Bolzen 2o drehbar gelagert. Die Achse des Bolzens 20 liegt parallel zur Achse der
Blattfeder 6. Die Lagerplatte z9 wird auf ihrem Sitz einerseits durch eine Schraube
21 und Druckfeder 22, andererseits durch die Einstellschraube 23 festgehalten. Auf
der Lagerplatte 1g sind zwei Bimetallstreifen 24. und 25 parallel zueinander und
zur Achse der Blattfeder 6 angeordnet. Hierbei zieht die sich durch Erwärmung verkürzende
Seite des einen Streifens nach oben, die des anderen Streifens nach unten. Die freien
Enden der Bimetallstreifen 24., 25 tragen an den einander zugekehrten Innenkanten
schlitzförmige Aussparungen 26 und 27, deren Grund 26', 27' schneidenartig zugeschärft
ist. Zwischen diesen Schneiden ist der Hebel 16 in seinen Schneidenlagern 17, 18
spielfrei so gelagert, daß er senkrecht zu den Ebenen der Bimetallstreifen und der
Blattfeder 6 steht, wenn diese nicht durchgebogen sind. Die freien Enden der Bimetallstreifen
24. und 25 ragen in einen Schlitz 28 des Lagerbocks 4 hinein, der so weit ist, daß
er die Ausbiegung der Bimetallstreifen auf ein zulässiges Maß begrenzt.At a point close to the cutting edge bearing 5, the leaf spring 6 has on both sides
each a granular recess 13, in which play-free, but easily movable, depending
a troop-shaped end 1q., 15 of a symmetrical pincer-shaped lever 16 is located
(see Fig. 4 and 5). This lever 16 has two notches at its other end
17, 18, which serve as a cutter and perpendicular to the axis of symmetry of the lever
16 face each other. On the bearing block 2 is a bearing plate 1g around a
Bolt rotatably mounted 2o. The axis of the bolt 20 is parallel to the axis of the
Leaf spring 6. The bearing plate z9 is on its seat on the one hand by a screw
21 and compression spring 22, on the other hand, held by the adjusting screw 23. on
the bearing plate 1g are two bimetallic strips 24 and 25 parallel to each other and
arranged to the axis of the leaf spring 6. Here, the shortening due to warming pulls
Side of one strip up, that of the other strip down. The free
Ends of the bimetallic strips 24, 25 wear on the inner edges facing one another
slot-shaped recesses 26 and 27, the bases 26 ', 27' of which are sharpened like a cutting edge
is. The lever 16 is in its cutter bearings 17, 18 between these cutters
without play stored so that it is perpendicular to the planes of the bimetal strips and the
Leaf spring 6 is if they are not bent. The free ends of the bimetal strips
24. and 25 protrude into a slot 28 of the bracket 4, which is so wide that
it limits the deflection of the bimetal strips to a permissible level.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Wärmefühlers ist die folgende:
Die Blattfeder 6 ist, wie aus der Abb. $ hervorgeht, zwischen den Schneidenlagern
3, 5 etwas vorgespannt, so daß sie sich nach einer Seite leicht ausbaucht und sich
der Kontakt 9 an die Kontaktschraube: g' anlegt. Zur Einhaltung dieser Anfangslage
wird die Stellschraube 23 gedreht, so daß hierdurch die Lagerplatte 1g um den Bolzen
2o geschwenkt wird. Dies hat ein Drehen der Ebene. der Bimetallstreifen 2q., 25
und auch des Hebels 16 zur Folge, so daß die Anfangslage der truppenförmigen Hebelenden
14, 15 verstellt wird. Die Anfangslage wird z. B. so gewählt, daß die Kontakte g,
9' geschlossen sind, wenn die Raumtemperatur niedrig ist und die Bimetallstreifen
kalt sind. Diese Kontakte schließen den Stromkreis, der die Raumerwärmung einschaltet.
Durch diese verbiegen sich die Bimetallstreifen so, daß der eine nach oben, der
andere nach unten drückt. Auf den Hebel 17 wird ein Drehmoment ausgeübt, das so
gerichtet ist, daß es über die Hebelenden 1q., 15 die Blattfeder 6 aus der ausgebauchten
Lage zurückzubiegen sucht. Dadurch nimmt die Blattfeder eine S-förmige Form an,
wie die gestrichelte Lage in Abb.5 zeigt. Durch weitere Erwärmung und Verbiegung
der Bimetallstreifen wandert der Wendepunkt der S-förmig verbogenen Mittellinie
der Blattfeder 6 gegen das Lager 3 zu, und zwar so lange, bis die mechanische Spannung
die Feder in die einseitig ausgebauchte, in Abb. 5 strichpunktierte Lage nach der
anderen Seite hinüberschnellen läßt. Hierbei ist die ganze Zeit über der Kontaktdruck
zwischen g und 9' größer als in der Anfangslage, da die freie Durchbiegungslänge
der Blattfeder 6 durch das Angreifen des Hebels 16 kleiner wird, aber die Gesamtlänge
der Feder unverändert bleibt. Dasselbe Spiel in umgekehrter Richtung tritt bei Abkühlung
der Streifen ein.The mode of operation of the heat sensor according to the invention is as follows:
The leaf spring 6 is, as can be seen from Fig. $, Between the cutter bearings
3, 5 a little bit pretensioned so that it bulges slightly on one side and extends
the contact 9 is applied to the contact screw: g '. To maintain this initial position
the adjusting screw 23 is rotated, so that the bearing plate 1g around the bolt
2o is pivoted. This has a turning of the plane. the bimetal strip 2q., 25
and also the lever 16 result, so that the initial position of the troop-shaped lever ends
14, 15 is adjusted. The starting position is z. B. chosen so that the contacts g,
9 'are closed when the room temperature is low and the bimetal strips
are cold. These contacts close the circuit that switches on the room heating.
This bends the bimetallic strips so that the one upwards, the
pushing others down. A torque is exerted on the lever 17, as follows
is directed that it over the lever ends 1q., 15, the leaf spring 6 from the bulged
Seeks to bend back the position. As a result, the leaf spring takes on an S-shaped shape,
as the dashed position in Figure 5 shows. By further heating and bending
the bimetal strip moves to the turning point of the S-shaped bent center line
the leaf spring 6 against the bearing 3, until the mechanical tension
the spring in the unilaterally bulged position, in Fig. 5 dash-dotted position after the
the other side. Here is the contact pressure all the time
between g and 9 'greater than in the initial position because the free deflection length
the leaf spring 6 becomes smaller by engaging the lever 16, but the total length
the spring remains unchanged. The same game in reverse occurs when cooling down
the strip one.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Wärmefühlers sind hohe Empfindlichkeit
und augenblickliche Umschaltung aus einer Endlage des Kontaktträgers in die andere.
Dabei bleiben die Schaltwege vorteilhaft lang, und der Kontaktdruck steigt bis zum
Augenblick des Umschaltens, so daß höhere Schaltleistungen als bisher erreicht werden.
Dadurch, daß die Biegungsebene der Bimetallstreifen senkrecht zur Biegungsebene
der Blattfeder steht, werden weiterhin Erschütterungsschwingungen der Bimetallstreifen
von der Blattfeder und hiermit von der Kontaktgabe ferngehalten. Die Kontakte öffnen
und schließen daher, ohne zu zittern.The advantages of the heat sensor according to the invention are high sensitivity
and instantaneous switching from one end position of the contact carrier to the other.
The switching paths remain advantageously long and the contact pressure increases up to
Moment of switching, so that higher switching capacities than before can be achieved.
Because the bending plane of the bimetal strips is perpendicular to the bending plane
the leaf spring is standing, vibrations of the bimetal strips continue to vibrate
kept away from the leaf spring and thus from making contact. Open the contacts
and therefore close without trembling.
Die Blattfeder selbst wird zur Erzielung kleiner Maße aus einem elastischen,
leichten Werkstoff, z. B. aus Kunststoff (Kunstharz), hergestellt, soweit dieser
Werkstoff sich für die zu regelnde Raumtemperatur als beständig erweist. Die Bimetallstreifen
sind
kurz, da der durch die Wärmedehnung verursachte Ausschlag mittels Hebelübersetzung
im Verhältnis der Hebelarme des Hebels 16 vergrößert wird. Die Abmessungen, das
Gewicht und der Preis der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind wesentlich geringer
als diejenigen der bekannten Wärmefühler gleicher Schaltleistung und Empfindlichkeit.The leaf spring itself is made of an elastic,
light material, e.g. B. made of plastic (synthetic resin), if this
Material proves to be stable for the room temperature to be controlled. The bimetal strips
are
in short, because the deflection caused by the thermal expansion by means of leverage
is increased in the ratio of the lever arms of the lever 16. The dimensions, that
The weight and price of the device according to the invention are significantly lower
than those of the known heat sensors with the same switching capacity and sensitivity.