DE955714C

DE955714C - Temperature regulator for electric heaters

Info

Publication number: DE955714C
Application number: DES42836A
Authority: DE
Inventors: Eugen Blattmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-02-27
Filing date: 1955-02-27
Publication date: 1957-01-10

Description

AUSGEGEBEN AM 10. JANUAR 1957ISSUED JANUARY 10, 1957

Die Erfindung befaßt sich, mit der Aufgabe, für elektrische Wärmegeräte «inen Temperaturregler zu schaffen, der bei großer Schaltleistung auf eine sehr kleine Temperaturdifferenz anzusprechen vermag. Zur Lösung, dieser Aufgabe geht die Erfindung von der Verwendung einer an sich bekannten Wippe aus, -die einen Scbaltkontaktteil trägt und unter Wirkung einer Kippfeder steht. Erfindungsgemäß ist die Schaltwippe von einem Bimetallstreifen über eine Wippe (Antriebswippe) betätigt, wobei an der Antriebswippe die von dem Bimetallstreifen zu überwindende Gegenkraft der Kippfeder bei der Bewegung der Wippe von der Einschal tstellung aus abnimmt und bei der·Gegenbewegung von der Ausschaltstellung zunimmt. An dem Temperaturregler gemäß der Erfindung ist die von dem Bimetallstreifen aufzubringende Antriebsarbeit für den Schaltvorgang sehr klein. Er ist daher imstande, auf sehr kleine Temperaturdifferenzen anzusprechen. Bed dem Aus- und Ein- a ο schalten findet eine sprunghafte Bewegung der Sch&ltkontakte statt, die eine hohe Schaltleistung gewährleistet. Während der Aufhetzung des Bimetallstreifens ist bis zum Zeitpunkt der Kontaktunterbrechung der Kontaktdruck unvermindert, wodurch die die Lebensdauer herabsetzenden Lockerungen des Kontaktdruckes vor dem Ausschalten vermieden sind. Der Temperaturregler gemäß der Erfindung hat somit auch eine große Lebensdauer.The invention is concerned with the problem of electrical heating devices in a temperature controller to create that is able to respond to a very small temperature difference with a large switching capacity. To solve this problem, the invention is based on the use of a known per se Seesaw from, -which carries a switch contact part and is under the action of a toggle spring. According to the invention, the rocker switch is made of a bimetallic strip actuated via a rocker (drive rocker), with the one from the bimetallic strip on the drive rocker Counterforce to be overcome by the toggle spring when moving the rocker from the shuttering position decreases and with the · countermovement increases from the switch-off position. Is on the temperature controller according to the invention the drive work to be applied by the bimetal strip for the switching process is very small. He is therefore able to respond to very small temperature differences. Bed the off and on a ο switching there is a sudden movement of the switching contacts, which results in a high switching capacity guaranteed. During the activation of the bimetallic strip is until the time of the interruption of contact the contact pressure remains undiminished, as a result of which the service life is reduced in the contact pressure before switching off are avoided. The temperature controller according to the invention thus also has a large one Lifespan.

In der Zeichnung ist ein Äusführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. ι und 2 zeigen den Temperaturregler in der Ein- und Ausschaltstellung. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. Figs. Ι and 2 show the Temperature controller in the on and off position.

Mit r ist der Sockel des Temperaturreglers bezeichnet, der in dem elektrischen Wärmegerät in geeigneter Weise befestigt ist. Der Sockel 1 trägt einen Bimetallstreifen 2. In dem Sockel 1 ist ein balkenförmiger Träger 3 an der Drehachse 4 gelagert. Eine Feder 4' sucht den Träger 3 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Zur Einstellung· der Lage des Trägers 3 dient eine in dem Sockel 1 drehbar gelagerte Welle 5, die eine Exzenterscheibe 6 trägt. Mit seinem einen Ende legt sich der Träger 3 über eine Einstellschraube 7 gegen die Exzenterscheibe 6 der Welle 5.The base of the temperature controller, which is in the electrical heating device in is attached in a suitable manner. The base 1 carries a bimetal strip 2. In the base 1 is a bar-shaped carrier 3 mounted on the axis of rotation 4. A spring 4 'searches for the carrier 3 in a counterclockwise direction to turn. A rotatable in the base 1 serves to adjust the position of the carrier 3 mounted shaft 5 which carries an eccentric 6. One end of the carrier 3 rests against the eccentric disk via an adjusting screw 7 6 of shaft 5.

Auf dem Träger 3 ist ein Lagerbock 8 in U-Form angeordnet. An dem einen Schenkel des Lagerbockes 8 ist mit Hilfe einer Schneidenlagerung 9 eine starre Wippe 10 gelagert, die einen Schaltkontaktteil 11 trägt. Der Schaltkontaktteil 11 wirkt mit dem auf dem Träger 3 befindlichen Gegenkontaktteil 12 zusammen. In der Ausschaltstellung legt sich die Schaltwippe 10 gegen.die Einstellschraube 13, die mit Hilfe des Winkels 14 am Träger 3 sitzt. Die Schaltwippe 10 steht unter Wirkung der Kippfeder 15. Nach der Erfindung ist die Schaltwippe 10 durch den Bimetallstreifen· 2 über eine Wippe 16 (Antriebswippe) betätigt. Diese Wippe* die ebenfalls starr ausgebildet ist, ist in dem andienen Schenkel des Lagerbockes 8 mit Hilfe einer Sehneidenlagerung 17 gelagert. Die Antriebswippe 16 steht ebenfalls unter Wirkung der Kippfeder 15. Das eine Ende der Kippfeder ist an der Schaltwippe 10 und das andere Ende an der Antriebswippe 16 befestigt. Es liegt also eine Kupplung zwischen Schalt- und Antriebswippe durch die Kippfeder vor. Vorzugsweise wirkt der Bimetallstreifen 2 auf die Antriebswippe über ein Glied 18 ein, das mit der Verbindungslinie seiner an Bimetallstreifen und Antriebswippe liegenden Berührungsstellen 19, 20 schräg zur Längsrichtung des Bimetallstreifens angeordnet ist. Das Glied ist zweckmäßig in Schneidenlagerungen 19, 20 des Bimetallstreifens bzw. der Antriebswippe gehalten. Die Angriffstelle des von dem Bimetallstreifen gesteuerten Gliedes 18 an der Antriebswippe, nämlich die Schneidenlagerstelle 20, ist vorzugsweise verstellbar. Zu diesem Zweck liegt die Schneddenlagerstelle 20 nicht unmittelbar an der Antriebswippe, sondern an einer Lasche 21, deren Lage mit Hilfe der Einstellschraube 22 verschiebbar ist. An der Antriebewippe 16 befindet sich noch eine Einstellschraube 23, die -einen Anschlag bildet, wenn sich die Antriebswippe in der Einschaltstellung gegen den Träger 3 legt. An der Schaltwippe 10 ist noch eine Einstellschraube 24 angeordnet, die einen zwischen der Schaltwippe und der Antriebewippe wirksamen Anschlag bildet.On the carrier 3, a bearing block 8 is arranged in a U-shape. On one leg of the bearing block 8, a rigid rocker 10 is mounted with the help of a cutting edge mounting 9, which is a switch contact part 11 carries. The switch contact part 11 acts with the mating contact part 12 located on the carrier 3 together. In the switch-off position the rocker switch 10 rests against the adjusting screw 13, which is seated on the carrier 3 with the help of the bracket 14. The rocker switch 10 is below Effect of the toggle spring 15. According to the invention, the rocker switch 10 is through the bimetallic strip · 2 operated via a rocker 16 (drive rocker). This rocker *, which is also rigid, is in the other leg of the bearing block 8 is supported by means of a tendon bearing 17. The drive rocker 16 is also under the action of the toggle spring 15. One end of the toggle spring is on the rocker switch 10 and the other end on the Drive rocker 16 attached. So there is a coupling between the rocker switch and the drive rocker by the toggle spring. The bimetallic strip 2 preferably acts on the drive rocker via Member 18, which lies with the connecting line of its bimetallic strip and drive rocker Contact points 19, 20 is arranged obliquely to the longitudinal direction of the bimetal strip. The link is appropriately held in blade bearings 19, 20 of the bimetallic strip or the drive rocker. The point of attack of the member 18 controlled by the bimetal strip on the drive rocker, namely the cutting edge bearing point 20 is preferably adjustable. The Schnedden depository is located for this purpose 20 not directly on the drive rocker, but on a tab 21, the position of which with With the help of the adjusting screw 22 is displaceable. There is also an adjusting screw on the drive rocker 16 23, which forms a stop when the drive rocker is in the on position against the carrier 3 places. On the rocker switch 10, an adjusting screw 24 is arranged, the one forms effective stop between the rocker switch and the drive rocker.

Der Temperaturregler gemäß der Erfindung hat folgende Wirkungsweise:The temperature controller according to the invention has the following mode of operation:

Die Fig. χ zeigt den Temperaturregler in der Einschaltstellung, in der die Kontaktteile 11, 12 geschlossen sind. Der Kontaktdruck wird durch die Kippfeder 15 erzeugt. Erwärmt sich der Bimetallstreifen 2, so bewegt er noch nicht den aus Antriebswippe 16 und Schaltwippe 10 bestehenden Mechanismus, da von der Kippfeder 15 über die Antriebswippe eine Gegenkraft ausgeübt wird. Solange der Bimetallstreifen noch nicht den Mechan-ismus bewegt, federt er durch, wodurch er einen Kraftspeicher bildet. Sobald die Kraft des Bimetallstreifens hinreichend groß geworden ist, wird die Antriebswippe 16 in Bewegung gesetzt. Da die Antriebswippe unter Wirkung der Kippfeder steht, nimmt die Gegenkraft der Kippfeder, die der Bimetallstreifen an der Antriebswippe zu überwinden hat, ab. Es kann sich der von dem Bimetallstreifen 2 gebildete Kraftspeicher .so entladen, daß die Antriebewippe 16 mit erhöhter Geschwindigkeit von dem Träger 3 fortbewegt wird, bis sie in ihrer anderen Endlage gegen die Einstellschraube 24 anliegt. Sobald die Antriebswippe eine solche Lage erreicht hat, daß die Befestigungsstelle der Kippfeder 15 an der Antriebs wippe auf einer geraden Verbindungslinie zwischen der Schneidenlagerstelle 9 und der Befestigungsstelle der Kippfeder an der Schaltwippe 10 liegt, wird letztere durch die Kippfeder von der bis dahin bestehenden Einschaltstellung in die Ausschaltstellung mitgenommen. Vom Beginn der Bewegung der Antriebswippe bis zum Abheben der Kontakte wird der Auflagedruck der Kontaktteile 11, 12 stetig vermindert und der Anlagedruck gegen die Einstellschraube 13 vom Augenblick der Berührung durch die Schaltwippe an stetig erhöht, bis die Antriebswippe die'Einstellschraube 24 berührt.The Fig. Χ shows the temperature controller in the switch-on position in which the contact parts 11, 12 are closed. The contact pressure is generated by the toggle spring 15. If the bimetallic strip 2 heats up, it does not yet move the mechanism consisting of the drive rocker 16 and switching rocker 10, since a counterforce is exerted by the toggle spring 15 via the drive rocker. As long as the bimetallic strip has not yet moved the mechanism, it springs through, creating an energy store. As soon as the force of the bimetal strip has become sufficiently great, the drive rocker 16 is set in motion. Since the drive rocker is under the action of the toggle spring, the counterforce of the toggle spring, which the bimetallic strip on the drive rocker has to overcome, decreases. The energy store formed by the bimetallic strip 2 can be discharged so that the drive rocker 16 is moved away from the carrier 3 at increased speed until it rests against the adjusting screw 24 in its other end position. As soon as the drive rocker has reached such a position that the attachment point of the toggle spring 15 on the drive rocker lies on a straight connecting line between the cutting edge bearing point 9 and the attachment point of the toggle spring on the rocker switch 10, the rocker switch moves the rocker from the on position up to that point into the switch-off position taken. From the start of the movement of the drive rocker until the contacts are lifted, the contact pressure of the contact parts 11, 12 is steadily reduced and the contact pressure against the adjusting screw 13 is continuously increased from the moment the rocker switch is touched until the drive rocker touches the adjusting screw 24.

Die Schaltwippe 10 nimmt über die Einstellschraube 24 den in der Ausschaltstellung vorhandenen Kraftüberschuß und die kinetische Energie der bewegten Teile auf. Das hat zur Folge, daß, falls der Kontaktteil 11 sich aus- irgendeinem Grund, z. B. durch Kleben der Kontakte, nicht rechtzeitig von dem Gegenkontaktteil 12 löst, das An-■ schlagen der Antriebswippe 16 gegen die Einstellschraube 24 einen Prellschlag verursacht, der das Abreißen der Kontakte begünstigt. Sollte auch dann noch kein öffnen der Kontakte erfolgt sein, so wird die dann erfolgende weitere Erwärmung des Bimetallstreifens 2 den Druck über die Antriebswippe und die Einstellschraube 24 auf die Schaltwippe weiter vergrößern, bis schließlich die Kontakte gewaltsam geöffnet werden.The rocker switch 10 takes over the adjustment screw 24 the excess force present in the switch-off position and the kinetic one Energy of the moving parts. The consequence of this is that if the contact part 11 is made up of any one Reason, e.g. B. by gluing the contacts, does not solve in time from the counter contact part 12, the ■ hit the drive rocker 16 against the adjusting screw 24 causes a bounce, which tends to tear off the contacts. Should also if the contacts have not yet opened, the further heating that then takes place of the bimetallic strip 2 the pressure on the drive rocker and the adjusting screw 24 on the Continue to enlarge the rocker switch until the contacts are opened by force.

Nach Abkühlung des Bimetallstreifens auf die Wiedereinschalttemperatur läuft der ganze Schalt-Vorgang in der umgekehrten Reihenfolge ab, also: Verringern des Gegenlagendruckes an der Einstellschraube 13, Schließen der Kontaktteile 11, 12, Ansteigen des Kontaktdruckes.After the bimetal strip has cooled down to the restart temperature, the entire switching process takes place in the reverse order, i.e.: reducing the counter pressure on the adjusting screw 13, closing the contact parts 11, 12, rising of contact pressure.

Sowohl beim Aus- als. auch beim Einschalten laufen diese drei Phasen des Schaltvorganges jeweils in der Zeitspanne ab, in der die Antriebswippe den Weg von der einen in die andere Endlage zurücklegt. Damit dies momentan geschieht, müssen die kinematischen Verhältnisse so gewählt werden, daß die von dem als Feder wirkendenBoth when going out and. These three phases of the switching process also run when the device is switched on in each case in the time span in which the drive rocker makes the way from one end position to the other covered. In order for this to happen at the moment, the kinematic conditions must be selected in this way be that of the acting as a spring

Bimetallstreifen 2 über das Glied 18 auf die Antriebswippe wirkende Kraft während der Ausschaltbewegung langsamer abnimmt als die von der Kippfeder über die Antriebswippe ausgeübte Gegenkraft und letztere umgekehrt bei der Einschaltbewegung schneller anwächst als die Federkraft des Bimetallstreifens. Die Größe des am Ende jeder Schaltbewegung vorhandenen Kraftüberschusses bestimmt das Maß der Wiedererwärmung bzw. -abkühlung des Bimetallstreifens, die notwendig ist, um die jeweils nächste Schaltbewegung einzuleiten.Bimetallic strip 2 over member 18 on the drive rocker acting force during the switch-off movement decreases more slowly than that of the Toggle spring counterforce exerted by the drive rocker and the latter vice versa during the switch-on movement grows faster than the spring force of the bimetal strip. The size of the end Each switching movement existing excess force determines the degree of reheating or cooling of the bimetal strip, which is necessary for the next switching movement initiate.

Durch Verschieben der Lasche 21 nach Lösen der. Schraube 22 kann der Angriffspunkt 20 des GliedesBy moving the tab 21 after releasing the. Screw 22 can be the point of application 20 of the link

t5 18, und damit die Übersetzung zwischen Bimetallstreifen und Antriebswippe verändert werden. Damit kann man erreichen, daß der Schaltvorgang mit dem geringsten, zur sicheren Funktion eben noch notwendigen Kraftüberschuß abläuft. Gleichzeitig werden durch diese Einstellung alle fertigungsbedingten Abweichungen im Aufbau und in den Federkräften des Schaltmechanismus ausgeglichen.
Die Schräglage des Gliedes 18 ergibt mit der Antriebswippe 16 ein Kniehebelsystem, wodurch im Anfang der Ausschaltbewegung ein schnelleres Anwachsen des Kraftüberschusses erfolgt, womit ein sicherer und schnellerer Ablauf des Ausschaltvorganges auch bei empfindlichster Einstellung gewährleistet ist.t5 18, and thus the translation between the bimetallic strip and the drive rocker can be changed. In this way it can be achieved that the switching process takes place with the least amount of excess force that is just necessary for reliable operation. At the same time, this setting compensates for all manufacturing-related deviations in the structure and in the spring forces of the switching mechanism.
The inclined position of the link 18 results in a toggle lever system with the drive rocker 16, which means that the excess force increases more quickly at the beginning of the switch-off movement, which ensures that the switch-off process proceeds more quickly and reliably even with the most sensitive setting.

Um die. Temperatur einzustellen, bei der der Temperaturregler anspricht, wird die Welle 5 mit der Exzenterscheibe 6 verstellt. Hierdurch dreht sich der Träger 3 gegenüber dem Sockel 1, was' eine Änderung der Einwirkung des Bimetallstreifens 2 auf die Antriebswippe 16 zur Folge hat. Das. genaue Zusammenwirken zwischen der Exzenterscheibe 6 und dem Träger 3 wird durch die Einstellschraube 7 eingestellt. Durch die an der Antriebswippe 16 befindliche Einstellschraube 23, die einen Anschlag bildet, wird eine genaue Einstellung des Kontaktdruckes bewirkt. Durch die Einstellschraube 13 wird der Kontakthub eingestellt.To the. To set the temperature at which the temperature controller responds, the shaft 5 is with the eccentric 6 adjusted. As a result, the carrier 3 rotates with respect to the base 1, which ' a change in the action of the bimetal strip 2 on the drive rocker 16 results. That. precise interaction between the eccentric 6 and the carrier 3 is achieved by the adjusting screw 7 is set. By means of the adjusting screw 23 located on the drive rocker 16, which forms a stop, a precise setting of the contact pressure is effected. Through the adjustment screw 13 the contact stroke is set.

Claims

PATENT CLAIMS: • -.

1. Temperature controller for electrical heating devices with a bimetal strip and a rocker (rocker switch) carrying the switch contact part, which is under the action of a toggle spring, characterized in that the rocker switch (10) from the bimetal strip (2) via a Rocker (drive rocker, 16) is actuated, which is coupled to the rocker switch by the toggle spring (15) is, with the counterforce to be overcome by the bimetallic strip on the drive rocker the toggle spring decreases with the movement of the rocker from the switch-on position and with the countermovement from the switch-off position increases.

2. Temperature regulator according to claim 1, characterized in that the bimetal strip (2) acts on the drive rocker (16) via a link (18) which is connected to the connecting line its contact points (19, 20) lying on the bimetallic strip and drive rocker at an angle to the Is arranged in the longitudinal direction of the bimetal strip and during the movement of the drive rocker its inclination is reduced from the switch-on division.

3. Temperature regulator according to claim 1 and 2, characterized in that the drive rocker (16) of the member (18) actuated by the bimetallic strip (2) on the drive rocker for Setting the sensitivity of the controller is adjustable.

4. Temperature regulator according to claim 1, characterized characterized in that the drive rocker (16) is effective in the switch-on division has adjustable stop (23) for setting the contact pressure.

5. Temperature regulator according to claim 1, characterized in that between the rocker switch (10) and the drive rocker (16) an adjustable stop (24) is provided which can act as a driver when the drive rocker reaches its switch-off position.

1 sheet of drawings.

® 609 547/459 6.56 (609742 1.57)® 609 547/459 6.56 (609742 1.57)