DE972222C - Sprunghaft schaltender Temperaturregler fuer elektrische Waermegeraete - Google Patents
Sprunghaft schaltender Temperaturregler fuer elektrische WaermegeraeteInfo
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Description
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturregler für elektrische Wärmegeräte zu
schaffen, der durch ein Bimetall betätigt wird und der bei besonders kleinen Abmessungen eine hohe
Schaltleistung ohne nennenswerte Abnutzung auch bei langer Betriebsdauer ergibt. Zur Vermeidung
der Verschweißgefahr der Kontakte ist es dabei besonders wichtig, daß beim Einschalten ein hoher
Kontaktdruck vorhanden ist und daß beim Ausschalten der Kontaktdruck momentan auf den Nullwert
herabsinkt und die Kontaktteile sich mit hoher Geschwindigkeit trennen.
Für Zwecke der Schwachstromtechnik ist ein von zwei Bimetallstreifen gesteuertes thermisches Relais
mit einem sprungwerkartigen Kontaktorgan bekannt. Durch die bei Erwärmung auftretende gegenläufige
Bewegung zweier Bimetallstreifen hebt sich das Kontaktorgan, das nach Art eines Kipphebels
auf einem Steg des einen Bimetallstreifens beweglich gelagert und durch eine mit dem anderen Bi- ao
metallstreifen verbundene Feder gehalten ist, zunächst langsam von dem jeweiligen Kontaktteil ab,
eine sprunghafte Bewegung kommt erst nach der Kontaktunterbrechung zustande. Das bekannte Relais
hat daher keine hohe Schaltleistung und ist als Temperaturregler für elektrische Wärmegeräte
nicht geeignet.
Es ist auch ein von einem Bimetallstreifen gesteuerter sprunghaft schaltender Thermoschalter
bekannt, bei welchem die bei Erwärmung auftretende Verkrümmung des Bimetallstreifens auf
einen schwingend als ungleicharmigen Hebel ausgebildeten Magneten übertragen wird, dessen Pole
vergrößerte Bewegungen ausführen. Nähert sich ein
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Pol einem mit Eisen armierten Kontaktarm, so wird ein Kontakt mit großer Geschwindigkeit abgerissen
bzw. mit großer Geschwindigkeit geschlossen. Dabei wirkt auf das Schaltorgan lediglich der
Magnet ein, der Kontaktdruck hört schon auf, bevor die Umschwenkbewegung stattfindet. Eine
sprunghafte Kontaktdruckabnahme, wie sie für einen Temperaturregler für elektrische Wärmegeräte
gefordert werden muß, tritt dabei nicht auf. ίο Ferner ist ein von einem Bimetallstreifen gesteuerter
Thermoschalter bekannt, bei welchem die Schaltbewegung gegen die Wölbungskraft einer gewölbten
Blattfeder erfolgt und bei welchem ein Kontaktteil auf einem in Verlängerung des Bimetallstreifen
angebrachten Kontaktträger sitzt. Dabei ist jedoch der Kontaktdruck lediglich von
der Vorspannung des Bimetallstreifens und des Kontaktträgers abhängig, für die Anwendung als
Temperaturregler mit großer Schaltleistung ist ein derartiger Thermoschalter ungeeignet.
Die Erfindung, welche die genannten Nachteile vermeidet, betrifft einen sprunghaft schaltenden
Temperaturregler für elektrische Wärmegeräte, der durch einen Bimetallstreifen betätigt wird und impulsweise
einen elektrischen Stromkreis mit Hilfe eines unter Wirkung eines permanenten Magneten
stehenden Schaltorgans bei dessen Anziehen einschaltet und bei dessen Abreißen ausschaltet, unter
Verwendung einer unter Wirkung einer Kippfeder stehenden Totpunktwippe. Eine gegenüber den bekannten
Einrichtungen wesentlich größere Schaltleistung wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß
die Totpunktwippe einen an sich bekannten, an einer Blattfeder befestigten Schleppkontakt trägt,
wobei sowohl die Totpunktwippe als auch die Kippfeder jeweils einerends ortsfest gelagert ist, derart,
daß die von dem Bimetallstreifen zu überwindende Gegenkraft gegen die Wirkung der Kippfeder bei
der Bewegung der Totpunktwippe von der Einschaltstellung aus bis zum Totpunkt abnimmt, wobei
die Totpunktwippe in der Einschaltstellung sowohl durch die Kraftfeder als auch durch einen
permanenten Magneten gehalten ist.
Der Temperaturregler gemäß der Erfindung besitzt einen hohen Kontaktdruck im Einschaltzustand.
Beim Ausschalten führt die Totpunktwippe durch Abreißen von dem Magneten bei Abnahme der
Gegenkraft der Kippfeder eine sprunghafte Bewegung unter sprunghafter Kontaktdruckabnahme aus.
Beim Abkühlen des Bimetallstreifens kehrt die Wippe sprunghaft in die Einschaltstellung zurück
unter Spannen der Schleppkontaktfederung.
Durch die Anordnung eines gefederten Schleppkontaktes an der Totpunktwippe ist erreicht, daß
beim Ausschalten der Kontaktdruck außerordentlich schnell auf den Nullwert herabsinkt und daß
die Kontaktteile sich mit besonders hoher Geschwindigkeit voneinander trennen. Ein Schweißen
der Kontaktteile tritt infolgedessen nicht auf. Der erfindungsgemäße Temperaturregler zeichnet
sich weiter dadurch aus, daß sich die erforderlichen federnden Mittel von Schraubenfedern bilden lassen,
die sich leicht mit gleichbleibenden Eigenschaften herstellen lassen. Es kann aber die Totpunktwippe
auch von einer Feder mit vorzugsweise weicher Eigenfederung gebildet sein.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, daß das Schaltorgan nicht nur in der Einschaltstellung, sondern
auch in der Ausschaltstellung durch einen permanenten Magneten gehalten wird.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind bei der Erläuterung der Ausführungsbeispiele
hervorgehoben.
Die Zeichnung zeigt eine Anzahl von Ausführungsbeispielen für das Regelgerät gemäß der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 10 sind verschiedene Ausführungsformen
des Regelgerätes gemäß der Erfindung dargestellt, das mit einer Totpunktwippe arbeitet.
Mit ι ist die Totpunktwippe bezeichnet, die in einer
Schneide 2 kippbar gelagert ist. Die Totpunktwippe ι steht unter der Wirkung der Kippfeder 3.
Sie stellt den Schaltkontaktträger dar, der mit einem Schleppkontakt versehen ist. Der Kontaktteil
des Schleppkontaktes ist mit Hilfe einer Blattfeder 5 an der Totpunktwippe 1 befestigt und wirkt
mit dem ortsfesten Gegenkontaktteil 6 zusammen. Das Regelgerät wird von einem wärmeempfindlichen
Steuerorgan betätigt. Das Steuerorgan ist in den Ausführungsbeispielen von einem einseitig eingespannten
Bimetallstreifen 7 gebildet, der durch die Temperatur des Raumes gegebenenfalls zusätzlich
durch elektrischen Strom erwärmt wird. An der Totpunktwippe 1 sitzt ferner ein Mitnehmerstift 8,
der mit dem Bimetallstreifen 7 zusammenwirkt.
Nach der Erfindung steht die Totpunktwippe 1 unter Einwirkung eines permanenten Magneten 9.
Der permanente Magnet kann in beliebiger Weise ausgebildet sein. In dem Ausführungsbeispiel stellt
er einen stabförmigen Körper dar, der ortsfest an dem Regelgerät angeordnet ist. Statt dessen kann
er auch als U-förmiger Magnet oder als Topfmagnet ausgebildet sein. Die Totpunktwippe stellt im Zusammenwirken
mit dem permanenten Magneten den Anker dar. Durch den permanenten Magneten 9 *°5
wird die Totpunktwippe 1 in der Einschaltstellung festgehalten. Durch seine Haltekraft wird der
Kontaktdruck, der an sich schon zum Teil durch die Kippfeder 3 erzeugt wird, wesentlich verstärkt.
Durch die Verwendung des permanenten Magneten no läßt sich der Kontaktdruck beliebig steigern. Erwärmt
sich der Bimetallstreifen 7 derart, daß eine Auslösebewegung entsteht, so legt sich der Bimetallstreifen
zunächst gegen den Mitnehmerstift 8 der Totpunktwippe, ohne daß eine Lösung der Totpunktwippe
vom Magneten auftritt. Durch Weitererwärmen entsteht in dem Bimetallstreifen eine Vorspannung,
die einen Kraftspeicher darstellt. Ist die Kraft des Bimetallstreifens hinreichend groß geworden,
so wird durch den Bimetallstreifen die Totpunktwippe von dem Magnet abgerissen. Hierdurch
entsteht eine sprunghafte Ausschaltbewegung der Totpunktwippe. Dabei nimmt der Kontaktdruck
momentan den Nullwert an. Die Trennung der Kontakte erfolgt mit hoher Geschwindigkeit. Ein
Schweißen der Kontaktteile ist ausgeschlossen.
Kühlt sich das wärmeempnndliche Steuerorgan ab, so bewegt es sich wieder zurück. Die Totpunktwippe
wird dadurch für ihre Wiedereinschaltbewegung freigegeben. Dies erfolgt in erster Linie unter
Wirkung der Kippfeder 3. Sobald die Totpunktwippe in die Nähe des permanenten Magneten gelangt,
wird sie durch den Magneten zusätzlich angezogen, wodurch unter dem steilen Anstieg der
Kraftwirkung des Magneten die Einschaltbewegung der Totpunktwippe besonders beschleunigt wird.
Mit der beschleunigten Einschaltbewegung der Totpunktwippe ist ein sprunghaftes Schließen der
Schaltkontakte bei gleichzeitiger Spannung der Schleppkontaktfeder verbunden. Das Regelgerät
gemäß der Erfindung besitzt somit einen hohen Kontaktdruck in dem Einschaltzustand und führt
sprunghafte Ein- und Ausschaltbewegungen während des Schaltens aus, so daß es sich durch eine
hohe Schaltleistung auszeichnet.
ao In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die
Totpunktwippe 1 des Regelgerätes derart ausgebildet, daß die Totpunktwippe durch das wärmeempfindliche
Steuerorgan 7 nicht über die Totpunktlage — hinsichtlich der Feder 3 — hinaus bewegt
wird. Kurz vor Erreichen der Totpunktlage legt sie sich gegen einen starren Anschlag 10. In
der Fig. 1 ist noch eine Einrichtung dargestellt, die eine Verstellung des Bereiches der Einwirkung des
wärmeempfindlichen Steuerorgans 7 auf die Totpunktwippe 1 gestattet. Sie ist von einer Kurvenscheibe
11 gebildet, die um ihre Achse 12 drehbar ist. Je nach ihrer Stellung wird der Bimetallstreifen
mehr oder weniger in Richtung auf die Totpunktwippe gebogen. Es erfolgt also die Verstellung des
Bereiches der Einwirkung des Bimetallstreifens auf die Totpunktwippe durch Formänderung des Bimetallstreifens.
In der Fig. 2 ist das Regelgerät mit einer Totpunktwippe versehen, die bei ihrer Bewegung die
im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Regelgerät die Totpunktlage überschreitet. In diesem
Falle muß die Totpunktwippe 1, um die Wiedereinschaltbewegung durchzuführen, zurückgeholt werden.
Es geschieht durch eine elastische Kupplung zwischen der Totpunktwippe und dem Bimetallstreifen
in Form einer Zugfeder 13. An dem Regelgerät der Fig. 2 ist der Anschlag für die Totpunktwippe
in der Ausschaltstellung nicht starr, sondern elastisch ausgebildet. Es geschieht durch eine nachgiebige
Blattfeder 14. Diese Ausbildung des elastischen Anschlags hat folgenden Vorteil: Hat sich
zuvor die Kurvenscheibe 11 in einer solchen Stellung
befunden, in der sie keine oder eine geringe Formänderung des Bimetallstreifens verursacht hat,
so kann der Bimetallstreifen, wenn er sich durch Erwärmung stark durchgebogen und die Totpunktwippe
in die Ausschaltstellung bewegt hat, durch Verdrehen der Kurvenscheibe zusätzlich stark deformiert
werden, falls die Totpunktwippe in der Ausschaltstellung einen starren Anschlag findet.
Diese starke Deformation, die unerwünscht ist, läßt sich mildern, dadurch, daß die Totpunktwippe in
der Ausschaltstellung sich gegen einen elastischen Anschlag legt, der im Falle einer Verstellung der
Kurvenscheibe bei gekrümmten Bimetallstreifen nachgibt.
In der Fig. 3 ist ein Regelgerät wiedergegeben, das sich durch eine weitere Verbesserung in der
Einstellbarkeit des Steuerbereiches des Bimetallstreifens auszeichnet. Der Bimetallstreifen 7 ist an
seinem Ende nicht ortsfest eingespannt, sondern vorzugsweise an einem beweglichen Bimetallträger
ΐ.ς befestigt. Dieser Bimetallträger 15 ist durch eine
Kurvenscheibe 11 in Form eines Exzenters verstellbar. Zweckmäßig ist der Bimetallträger 15 von
einem Waagebalken gebildet, der auf der Schneide 16 ruht. An dem einen Arm des Waagebalkens ist
eine Zugfeder 17 wirksam. Der andere Arm des Waagebalkens ist von der Kurvenscheibe 11 verstellbar.
Die Kopplung zwischen dem Bimetallträger 15 und der Kurvenscheibe 11 ist jedoch nicht
völlig zwangläufig. Sie ist in der Weise ausgebildet, daß sie nur einseitig wirkt. Zu diesem Zweck ist
eine einseitig wirkende Zugstange 18 vorgesehen. Treten an dem Bimetallstreifen 7 Kräfte auf, die
die Feder 17 an dem Bimetallträger 15 nicht ausgleichen
kann, so kann sich der Bimetallträger mit seinem den Bimetallstreifen tragenden Ende der
Kurvenscheibe 11 nähern. Das bedeutet, daß bei derartigen Kraftwirkungen ein Totgang zwischen
Kurvenscheibe und Bimetallträger entsteht. Diese Anordnung des Bimetallstreifens hat den Vorzug,
daß bei Verstellung der Kurvenscheibe keine mechanische Formänderung an dem Bimetallstreifen entsteht.
Außerdem wird der Vorteil erreicht, daß bei Verstellung der Kurvenscheibe der Bimetallstreifen,
wenn er sich infolge Erwärmung durchgebogen hat, nicht deformiert wird, falls sich die Totpunktwippe
in der Ausschaltstellung gegen den starren Anschlag 10 legt. In diesem Falle gibt die an dem
Waagebalken befindliche Feder 17 nach, und der einseitig wirkende Totgang zwischen Kurvenscheibe
und Bimetallträger wird wirksam.
Die Fig. 4 zeigt ein Regelgerät gemäß der Erfindung, das in eine runde Dose 19 eingebaut ist.
Das Regelgerät stimmt im wesentlichen mit der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform überein. Es
unterscheidet sich lediglich durch folgende Einzelheiten: Der Kontaktteil 4 des Schleppkontaktes befindet
sich zwischen dem Drehpunkt 2 der Totpunktwippe ι und dem permanenten Magneten 9. Für die
Verstellung des Bimetallstreifens 7 dient als Kurvenscheibe 11 eine Nockenscheibe. Gegen diese
Nockenscheibe legt sich ein Tasthebel 20 an, der durch die Feder 17 angepreßt wird, die auf den Bimetallträger
15 einwirkt. Zwischen dem Bimetallträger 15 und dem Tasthebel 20 ist wieder die einseitig
wirkende Kupplung 18 vorhanden in der Weise, daß bei übermäßigen Kräften an dem Bimetallstreifen
ein Totgang zwischen dem Bimetallträger 15 und dem Tasthebel 20 auftritt. Die Kupplung
zwischen Bimetallträger und Tasthebel läßt sich durch die Stellmutter 21 verändern. Auf der
Achse der Nockenscheibe 11, die zur Verstellung des Bimetallstreifens 7 dient, befindet sich noch eine
weitere Nockenscheibe 22. Diese Nockenscheibe 22
hat den Zweck, den Stromkreis in dem Regelgerät doppelpolig abzuschalten. Der zweite Pol des
Stromkreises ist über das Kontaktpaar 23, 24 geführt. Der bewegliche Kontaktteil 23 dieses Kontaktpaares
sitzt an einer Blattfeder 25, die von der zweiten Nockenscheibe 22 gesteuert wird. Um den
zweiten Pol des Stromkreises zu unterbrechen, wird die Nockenscheibe 22 derart gedreht, daß sich der
bewegliche Kontaktteil 23 des Kontaktpaares von seinem Gegenkontaktteil 24 abhebt. Die Anordnung
des in Fig..4 dargestellten Regelgerätes ist so getroffen, daß es in der runden Dose 19 auf einer verhältnismäßig
kleinen Grundfläche untergebracht werden kann. Diese Dose kann geschlossen ausgebildet
werden, so daß sie als ein für sich selbständiger Bauteil in Wärmegeräte eingebaut werden
kann.
Die Ausführungsbeispiele der Fig. 5 bis 10 befassen sich mit vorteilhaften Ausführungsformen
für das Zusammenwirken zwischen dem wärmeempfindlichen Steuerorgan 7 und der Totpunktwippe
i. Wirkt der Bimetallstreifen auf den Mitnehmerstift 8 der Totpunktwippe ein, so entstehen
bei der Bewegung der Totpunktwippe und des Bimetallstreifen Gleitbewegungen des Mitnehmerstiftes
an dem Bimetallstreifen. Da bei diesen Gleitbewegungen Reibung entsteht, werden durch sie
Kraftverluste in dem Regelgerät verursacht. Um diese Kraftverluste zu vermindern, können die in
den Fig. 5 bis 10 dargestellten Maßnahmen angewendet werden. Die Fig. 5 bis 10 geben das Regelgerät
schematisch nur in den Einzelheiten wieder, die für die Erläuterung dieser Maßnahmen notwendig
sind.
In der Fig. 5 ist für die Mitnahme der Totpunktwippe ι aus der Einschaltstellung außer des Mitnehmerstiftes
8 eine besondere Druckfeder 26 zwischen der Totpunktwippe 1 und dem Bimetallstreifen
7 vorgesehen. Diese Druckfeder 26 ist so bemessen, daß sie sich bei der Bewegung des Bimetallstreifens
so weit zusammendrückt, daß erst kurz vor dem Ausschalten ein hartes Mitnehmen der
Totpunktwippe über den Mitnehmerstift 8 erfolgt. Trotz Verwendung dieser Druckfeder erfolgt das
+5 Ausschalten eindeutig bei dem Anlegen des Bimetallstreifens
an dem Mitnehmerstift. Vor dem Anlegen des Bimetallstreifens an dem Mitnehmerstift
steht nur die Druckfeder 26 mit dem Bimetallstreifen in Berührung. Da die Druckfeder quer zu
ihrer Bewegungsrichtung nachgibt, entstehen bei der Bewegung des Bimetallstreifens keine Gleitbewegungen
der Druckfeder an dem Bimetallstreifen, so daß keine Reibungsverluste auftreten. Legt
sich der Bimetallstreifen an den Mitnehmerstift an, so wird ein Teil der Kraft von der Druckfeder und
der andere Teil von dem Mitnehmerstift übertragen. -- Auf diese Weise ist der Auflagedruck des Mitnehmerstiftes
an dem Bimetallstreifen verhältnismäßig klein. Sofort nach Einleiten der Ausschal tbewegung
geht der Gegendruck der Totpunktwippe schnell zurück, wird also kleiner als die Spannung
der Druckfeder. Dies hat zur Folge, daß sich der Mitnehmerstift von dem Bimetallstreifen abhebt
und bei der weiteren Bewegung der Totpunktwippe zwischen den Bimetallstreifen und dem Mitnehmerstift
keine Reibung mehr auftritt. Die weitere Bewegung der Totpunktwippe durch den Bimetallstreifen
erfolgt lediglich über die Druckfeder, die keine Gleitbewegungen an dem Bimetallstreifen
ausführt. Diese Ausbildung der Übertragung der Kraft des Bimetallstreifens auf die Totpunktwippe
hat den Vorzug, daß praktisch auf dem ganzen Weg des Bimetallstreifens keine Reibung zwischen dem
Mitnehmerstift und dem Bimetallstreifen vorhanden ist. Die Verwendung der Druckfeder als Übertragungsglied
für die Kraft des Bimetallstreifens auf die Totpunktwippe hat ferner den Vorzug, daß
die Druckfeder einen Teil der elastischen Verformung des Bimetallstreifens aufnimmt, wodurch die
Steifigkeit des Bimetallstreifens wesentlich vergrößert und die für den Schaltvorgang erforderliche
Ausbiegung verringert werden kann. Dies hat zur Folge, daß im gleichen Maße sich der Verstellweg
des Bimetallstreifens verkleinern lassen kann. Außer der Druckfeder 26 ist zwischen dem Bimetallstreifen
7 und der Totpunktwippe 1 eine Zugfeder 13 zum Zurückholen der Totpunktwippe aus
der Ausschaltstellung vorgesehen.
In der Fig. 6 ist das Regelgerät derart ausgebildet, daß die Zugfeder, die zum Rückholen der
Totpunktwippe aus der Ausschaltstellung erforderlich ist, mit der Druckfeder, über die der Bimetallstreifen
die Totpunktwippe aus der Einschaltstellung bewegt, vereinigt ist. Diese Feder ist mit 27
bezeichnet. Die Verwendung einer Feder gleichen Windungsdurchmessers ist zweckmäßig, wenn die
an dem Regelgerät auftretenden Ausschalt- und Einschaltkräfte größenordnungsmäßig wenig verschieden
voneinander sind. Sollen die Ausschaltkräfte wesentlich größer als die Einschaltkräfte
sein, so wird die zwischen dem Bimetallstreifen und der Totpunktwippe befindliche Feder 17, wie in der
Fig. 7 dargestellt ist, ausgebildet. Sie hat Windungen mit großem Durchmesser und kleiner Steigung
für eine Zugbeanspruchung und Windungen mit kleinem Durchmesser und großer Steigung zur
Übernahme von Druckbeanspruchungen. Wird diese Feder auf Druck beansprucht, so liegen die großen
Windungen dicht an dicht, während die Windungen mit kleinem Durchmesser die erforderlichen Druckkräfte
beim Ausschalten aufbringen.
Man kann auch zur Übertragung der Kraft des Bimetallstreifens auf die Totpunktwippe an Stelle
einer schraubenförmigen Druckfeder eine auf Knikkung beanspruchte Blattfeder 28 verwenden, wie sie
in der Fig. 8 dargestellt ist. Bei einer solchen Feder treten ebenfalls keine Gleitbewegungen an dem Bimetallstreifen
bei der Übertragung seiner Kraft auf. Die Blattfeder kann sich bei der Bewegung des
Bimetallstreifens mehr oder weniger stark zum Ausgleich durchdrücken. Außer dieser Blattfeder
muß noch an dem Regelgerät eine Rückholfeder 13 vorgesehen werden.
In der Fig. 9 ist zur Übertragung der Kraft des Bimetallstreifens auf die Totpunktwippe eine gekrümmte
Blattfeder 29 vorgesehen. Die Krümmung
ist so gewählt, daß an ihrem Auflagepunkt am Bimetallstreifen nur unbedeutende Gleitbewegungen
auftreten. In diesem und dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel kann auf den Mitnehmerstift
verzichtet werden, da die Blattfedern eine so große Steifigkeit besitzen, daß eine eindeutige Festlegung
des Ausschaltmomentes auch ohne harte Mitnahme durch einen Mitnehmerstift erreicht wird.
In der Fig. io ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
wiedergegeben, das geeignet ist, die Reibung zwischen den Bimetallstreifen 2 und der Totpunktwippe
ι zu vermindern. In diesem Falle ist an dem Bimetallstreifen 7 der Mitnehmerstift 8 angeordnet.
Dieser Mitnehmerstift legt sich nicht gegen die Totpunktwippe 1 selbst, sondern gegen die Kippfeder 3,
wobei das Ende des Mitnehmerstiftes eine geeignete Ausbildung hat.
In den folgenden Ausführungsbeispielen erfährt das Regelgerät gemäß der Erfindung in erster Linie
eine Weiterbildung hinsichtlich der Magnetanordnung. Während bei den Regelgeräten der Fig. 1 bis
10 lediglich für die Einschaltstellung der Totpunktwippe ein permanenter Magnet vorgesehen ist,
ist erfindungsgemäß bei dem Regelgerät der Fig. 11 ein permanenter Magnet sowohl in der Einschaltstellung
als auch in der Ausschaltstellung der Totpunktwippe angeordnet. Auf diese Weise wird die
Totpunktwippe in beiden Schaltstellungen durch den permanenten Magneten gehalten. Um von der
einen Schaltstellung in die andere Schaltstellung zu gelangen, muß jedesmal ein Abreißen von dem
Magneten erfolgen. Da sich hier jedesmal ein Kraftspeicher entlädt, entsteht eine sprunghafte Ein- und
Ausschaltbewegung hoher Geschwindigkeit. Die Fig. 11 zeigt eine vorteilhafte Ausbildung
eines wechselseitigen permanenten Magneten für das Regelgerät. Der permanente Magnet 30 ist
C-förmig ausgebildet. In dem Luftspalt ist ein plattenförmiger Weicheisenkörper 31 beweglich, der an
der Totpunktwippe 1 sitzt. Der übrige Aufbau des Regelgerätes ist im wesentlichen der gleiche, wie er
bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 verwendet ist. In der Einschaltstellung wird die Totpunktwippe
ι durch den einen Pol des permanenten Magneten 30 festgehalten. Der Magnet ist derart in
seiner Haltekraft gewählt, daß der gewünschte Kontaktdruck am Schleppkontakt auftritt. Spricht
das wärmeempfindliche Steuerorgan 7 an, so lehnt es sich mit dem Mitnehmerstift gegen die Totpunktwippe.
Bevor die Totpunktwippe von dem Magneten abreißt, entsteht eine Vorspannung in dem Bimetallstreifen. Beim Abreißen entlädt sich
dieser Kraftspeicher, so daß eine sprunghafte Ausschaltbewegung stattfindet, wobei der Kontaktdruck
momentan verschwindet. Durch die aufgespeicherte Kraft wird der Schaltkontaktträger, also die Totpunktwippe,
gegen den anderen Polschuh des permanenten Magneten geschleudert, wobei gleichzeitig
die Anziehungskraft dieses Polschuhes mitwirkt. Geht der Bimetallstreifen wieder zurück, so spannt
sich die Rückholfeder 13, bevor die Totpunktwippe von dem zweiten Polschuh des Magneten abreißt.
Beim Abreißen vom permanenten Magneten bewegt sich infolge des Freiwerdens der aufgespeicherten
Kraft die Totpunktwippe mit erhöhter Geschwindigkeit wieder in die Einschaltstellung. Für das Zusammenwirken
mit einem wechselseitigen permanenten Magneten ist es zweckmäßig, daß die Totpunktwippe federnd ausgebildet ist. Vorzugsweise
hat sie eine weiche Eigenfederung. In diesem Falle wirkt die Totpunktwippe selbst während des
Haltens durch den Magneten als Kraftspeicher mit, indem sie sich etwas durchbiegt.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Regelgeräten ist das wärmeempfindliche Steuerorgan von
einem Bimetallstreifen gebildet. Als wärmeempfindliches Steuerorgan kann auch, z. B. wenn es sich
um die Regelung von Heißwasserspeichern handelt, -.:
ein Ausdehnungsrohr dienen. Es kann auch das Steuerorgan von einem Hilfsdraht gebildet sein.
Schließlich kann das Steuerorgan von einer Membran gebildet sein, die infolge von Erwärmung von
Gas oder Flüssigkeiten verschiedener Art Bewegungen ausführt.
Claims (13)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Sprunghaft schaltender Temperaturregler für elektrische Wärmegeräte, der durch einen Bimetallstreifen betätigt wird und impulsweise einen elektrischen Stromkreis mit Hilfe eines unter Wirkung eines permanenten Magneten stehenden Schaltorgans bei dessen Anziehen ein- und bei dessen Abreißen ausschaltet, unter Verwendung einer unter Wirkung einer Kippfeder stehenden Totpunktwippe, dadurch gekennzeichnet, daß die Totpunktwippe einen an sich bekannten an einer Blattfeder befestigten Schleppkontakt trägt, wobei sowohl die Totpunktwippe als auch die Kippfeder jeweils einerends ortsfest gelagert ist, derart, daß die von dem Bimetallstreifen zu überwindende Gegenkraft gegen die Wirkung der Kippfeder bei der Bewegung der Totpunktwippe von der Einschaltstellung aus bis zum Totpunkt abnimmt, wobei die Totpunktwippe in der Einschaltstellung sowohl durch die Kippfeder als auch durch den permanenten Magneten gehalten ist.
- 2. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (1) beim Ausschalten die Totpunktlage überschreitet und beim Abkühlen des wärmeempfindlichen Steuerorgans (7) durch eine elastische Kupplung (13) zurückgeholt wird.
- 3. Regelgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (1) in der Ausschaltstellung einen elastischen Anschlag (14) hat, insbesondere wenn die Wippe beim Ausschalten die Totpunktlage überschreitet (Fig. 2).
- 4. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bimetallstreifen (7) der Bereich seiner Einwirkung auf die Wippe(1) durch Formänderung mit Hilfe einer Kurvenscheibe (11) verstellbar ist (Fig. 1, 2).
- 5. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (7) an909 532/34einem durch eine Kurvenscheibe (ii) verstellbaren Bimetallträger (15) sitzt (Fig. 3, 4).
- 6. Regelgerät nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallträger (15) mit der Kurvenscheibe (11) in der Weise gekuppelt ist, daß bei noch vorhandener Kraftwirkung des Bimetallstreifens in der Ausschaltstellung der Wippe ein Totgang zwischen Kurvenscheibe und Bimetallträger entsteht (Fig. 3, 4).
- 7. Regelgerät nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallträger (15) von einem Waagebalken gebildet ist, dessen einer Arm unter Wirkung einer Feder (17) und dessen anderer Arm unter Wirkung eines mit der Kurvenscheibe (11) verbundenen, jedoch nur in einer Richtung wirksamen Koppelgliedes(18) steht (Fig. 3.4)·
- 8. Regelgerät nach Anspruch 1, 5 bis'7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Bimetallträger (15) wirkende Feder (17) zugleich einen Tasthebel (20) gegen die Kurvenscheibe (11) drückt, der mit dem Bimetallträger über das in nur einer Richtung wirksame Koppelglied (18) verbunden ist (Fig. 3, 4).
- 9. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschalten das wärmeempfindliche Steuerorgan (7) auf die Wippe (1) über eine Druckfeder (26) einwirkt, die sich so weit zusammendrückt,
Ausschalten ein hartesdaß erst kurz vor dem Mitnehmen des Schaltkontaktträger über einen Mitnehmerstift (8) erfolgt (Fig. 5). - 10. Regelgerät nach Anspruch ι und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ausschalten dienende Druckfeder (27c zugleich als Rückholfeder beim Einschalten dient (Fig. 6).
- 11. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschalten der Bimetallstreifen (7) über eine auf Knickung beanspruchte Blattfeder (28) auf die Wippe (1) einwirkt (Fig. 8).
- 12. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschalten der Bimetallstreifen (7) auf die Wippe (1) über eine Blattfeder (29) solcher Krümmung einwirkt, daß unwesentliche Gleitbewegungen an der Blattfeder auftreten (Fig. 9).
- 13. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschalten der Bimetallstreifen (7) über die Kippfeder (3) auf die Wippe (1) einwirkt (Fig. 10).In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 268788, 433871, 481331, 496968, 531408, 584155. S85 381,678291; USA.-Patentschriften Nr. 2446555, 2493294.Hierzu 1 Blatt ZeichnungenO 909 532/34 6.59
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1951
- 1951-03-03 DE DES22074A patent/DE972222C/de not_active Expired
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