DE975052C - Temperaturabhaengiger elektrischer Schalter, insbesondere zur Temperaturregelung elektrischer Verbraucher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen elektrischen Schalter, insbesondere zur Temperaturregelung elektrischer Verbraucher, welche mit einem mechanischen Temperaturfühler (Bimetallfeder, Ausdehnungsstab od. dgl.) arbeitet, dessen Bewegung mit entsprechender Übersetzung auf die in den Schaltspulenstromkreis eines magnetbeeinflußten Leistungsschalters mit zwei Arbeitsstellungen eingeschaltete Fühlerzunge eines Hüfsumschalters als Kontaktglied übertragen wird, die diesen Schalter in den jeweiligen Endstellungen der Fühlerzunge in der Weise steuert, daß das Schaltglied des Leistungsschalters aus der ursprünglichen in die neue Arbeitsstellung umgelegt und damit der geschlossene Schaltspulenstromkreis unterbrochen wird, durch das Umlegen der offene Spulenstromkreis jedoch so weit vorbereitet wird, daß dieser in der anderen Endstellung der Fühlerzunge geschlossen werden kann.

Schaltvorrichtungen dieser Art sind an sich nicht neu. Bei den bekannten Schaltvorrichtungen ist das Schaltglied des Leistungsschalters jedoch in der Regel als Schwenkhebel ausgeführt, der die zugehörigen Arbeitskontakte nach Art eines Schleifers bestreicht. In jedem Falle sind aber keine besonderen Vorkehrungen getroffen, die den Kontaktdruck der Fühlerzunge in deren Endstellungen zu erhöhen gestatten.

Gerade die Erhöhung des Kontaktdruckes der Fühlerzunge ist bei derartigen Schaltvorrichtungen insofern besonders wichtig, als im Betrieb Schaltstellungen möglich sind, in denen der Kontaktdruck der Fühlerzunge praktisch gleich Null wird, so daß in bestimmten Bereichen keine Gewähr für eine sichere Kontaktgabe gegeben ist. Ungünstig ist aber auch die Ausbildung des Schaltgliedes nach Art eines Schleifers, dessen Arbeitsstellungen zwar aus ίο sich heraus eindeutig definiert sind, der aber im Hinblick auf die vorhandenen Reibungswiderständ.e zu seiner Verstellung erhebliche Kräfte erfordert. Diese Schwierigkeiten lassen sich nach der Erfindung dadurch beseitigen, daß für die Fühlerzunge des Hilfsumschalters und das Schaltglied des elektromagnetisch stoßerregten Leistungsschalters ein gemeinsames Elektromagnetpaar vorgesehen wird, das in den Endstellungen der Fühlerzunge im Sinne einer Erhöhung des Kontaktdruckes der Fühlerzunge wirkt, während der Kontaktdruck des Schaltgliedes des Leistungsschalters von einer Schnappfeder od. dgl. erzeugt wird, welche gleichzeitig die Arbeitsstellungen des Schaltgliedes bestimmt. Im Gegensatz zu bisher stellen also die kontaktgebenden Elemente des Schaltgliedes keinen Schleifkontakt, sondern einen echten Berührungskontakt dar. Infolgedessen bedarf es zwar, um die Arbeitsstellungen des Schaltgliedes festzulegen, einer zusätzlichen Schnappfeder od. dgl., diese ist andererseits aber insofern von Vorteil, als das Schaltglied damit die Charakteristik eines Sprungschältwerkes erhält. Darüber hinaus wird das ohnehin vorhandene Elektromagnetpaar des Leistungsschalters in geschickter Weise zur Erhöhung des Kontaktdruckes der Fühlerzunge ausgenutzt, so daß hierfür kein besonderer Aufwand erforderlich ist.

Schaltvorrichtungen, deren Schaltglied durch eine

Schnappfeder od. dgl. vorgespannt ist, gehören gleichfalls zum Stande der Technik. Die bekannten Schaltvorrichtungen arbeiten jedoch ausnahmslos mit direkter Steuerung, d. h. ohne Fühlerzunge.

Demgemäß entfällt bei diesen das für die Erfindung wesentliche Problem der Erhöhung des Kontaktdruckes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Einzelheiten derselben werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. ι zeigt den temperaturabhängigen Schalter nach der Erfindung in der Ansicht von oben,

Fig. 2 und 3 in Seitenansicht, teilweise geschnitten. Fig. 2 stellt hierbei einen Teilschnitt längs der Linie A-A und Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie B-B der Fig. 1 dar;

Fig. 4 zeigt das Schaltschema der Schaltvorrichtung.

Wie insbesondere aus der 'Fig. 2 zu ersehen ist, weist die Schaltvorrichtung ein zweiteiliges Gehäuse ι auf, dessen Unterseite mit einem Stutzen 2 versehen ist. In den Stutzen ist der Temperaturfühler, hier ein Ausdehnungsstab, eingesetzt. Dieser besteht aus dem sogenannten Meßstab 3 aus einem Material mit großem Temperaturkoeffizienten, in dessen Innerem der sogenannte Bezugsstab 4 aus einem Material mit niederem Temperaturkoeffizienten untergebracht ist. Der Bezugsstab 4 ragt mit seinem einen Ende bis in das Gehäuse 1 und steht hier in kraftschlüssiger Verbindung mit einem wippenartigen Stellglied 5, das beispielsweise mit Hilfe von Kugeln 6 bei 7 im Gehäuse 1 gelagert ist. Das Stellglied 5 ist mit einer Feder 8 ausgerüstet, die sich am Boden des Gehäuses abstützt und die die notwendige Rückstellkraft für den Bezugsstab 4 liefert. Sein freies Ende trägt eine Schneide 9, die mit einer zweiten Wippe 10 zusammenarbeitet. Die Verbindung zwischen den beiden \¥ippen ist durch eine Blattfeder 11 hergestellt, die mit einer öffnung versehen ist, durch die die Schneide 9 hindurchragt.

An der Wippe 10 greift einerseits ein Waagebalken 12 mit einer Schneide 13 und andererseits eine Schneide 14 an, die mit einer Fühlerzunge 15 verbunden ist. Zur Vermeidung einer Lose in den Gelenken wirkt auf den Waagebalken 12 eine Druckfeder 16 ein. Zusätzlich ist eine Stellschraube 17 vorgesehen, die die Lage des Waagebalkens und damit die Temperatur einzustellen gestattet. Der Waagebalken ist mit Hilfe eines Zapfens 18 im Gehäuse ι drehbar gelagert. Eine zweite Bohrung 19 im Waagebalken und eine entsprechende Bohrung go im Gehäuse gestattet es, den Zapfen zu versetzen und damit eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zu erreichen.

Die Fühlerzunge 15 ist mit Hilfe eines Bügels 20 gleichfalls am Gehäuse befestigt, besteht aus ferromagnetischem Material bzw. ist mit einem Belag aus diesem Material versehen und trägt einen Kontakt 21, der zwischen zwei Gegenkontakten 22' bzw. 22" frei beweglich ist. Diese Kontakte 22 sind auf einer Grundplatte 23 befestigt, die von zwei Magnetspulen 24' bzw. 24" getragen ist, die ihrerseits auf dem Gehäuse 1 befestigt sind. Die Magnete sind mit Polschuhen 25'bzw. 25" ausgerüstet, die die Fühlerzunge 15 auf einem großen Teil ihrer Länge umfassen und bis dicht an zwei Polschuhe 26' bzw. 26" oben auf den Magnetspulen heranreichen. Grundplatte und Gehäuse sind mit Bohrungen 27 bzw. 28 für den Durchtritt der Fühlerzunge 15 versehen.

Aus der Fig. 3 ist zu ersehen, daß in dem Felde der Magnete 24' bzw. 24" eine zweite Kontaktzunge 29, der eigentliche Leistungsschalter, angebracht ist, die gleichfalls mit Hilfe des Bügels 20 am Gehäuse 1 befestigt ist. Dieses Schaltglied 29 besteht ebenfalls aus ferromagnetischem Material und trägt einen Kontakt 30, dem die Gegenkontakte 31' bzw. 31" zugeordnet sind. An dem Schaltglied ist fernerhin eine S-förmige Schnappfeder 32 angebracht, die mit ihrem freien Ende an einem auf der Platte 23 befindlichen Winkel 33 befestigt ist. Diese Schnappfeder bewirkt, daß das Schaltglied lediglich zwei Stellungen einnehmen kann, bei denen dieses entweder an dem Kontakt 31' oder an dem Kontakt 31" zur Anlage kommt.

Das Schaltschema der Temperaturschaltvorrichtung ist aus der Fig. 4 zu entnehmen. Die Kraft-

richtung des Bezugsstabes 4 ist in diesem Falle durch einen Pfeil angedeutet. Bei einer Bewegung in Pfeilrichtung bringt der Stab die Fühlerzunge 15 mit dem Kontakt 22" in Berührung. Hierdurch wird der Stromkreis der Magnetspule 24" über die Kontakte 30 und 31 und das Schaltglied 29 geschlossen. Die Magnetspule 24" wird erregt und unterstützt damit die Wirkung des Bezugsstabes 4 im Sinne einer Erhöhung des Druckes zwischen den Kontakten 21 und 22". Gleichzeitig damit wird das Schaltglied 29 angezogen, die Vorspannung der Feder 32 schlagartig überwunden und der Kontakt 30 umgelegt, so daß dieser nunmehr an dem Kontakt 31" anliegt. Dies bedeutet, daß der Stromkreis der Spule 24" und der Stromkreis des Verbrauchers V, die über das Schaltgiied 29 verlaufen, unterbrochen werden.

Bei einer gegenläufigen Bewegung des Stabes kommt der Kontakt 21 der Fühlerzunge 15 unter der Einwirkung der Feder 8 (vgl. Fig. 2) mit dem Kontakt 22' in Berührung; damit wird die Spule 24' eingeschaltet. Diese bringt das Schaltglied.29 schlagartig wieder in die Ausgangslage, schaltet also den Verbraucher V wieder ein. Gleichzeitig damit wird der Stromkreis der Spule 24' unterbrochen.

Wenngleich es sich bei dem im vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiel um eine Temperaturschaltvorrichtung handelt, so kann der gleiche Aufbau selbstverständlich auch für die Regelung anderer Zustandsgrößen, wie Druck, Feuchtigkeit usw., verwendet werden, ohne daß dessen besondere Vorteile verlustig gehen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Temperaturabhängiger elektrischer Schalter, insbesondere zur Temperaturregelung elektrischer Verbraucher, mit einem mechanischen Temperaturfühler (Bimetallfeder, Ausdehnungsstab od. dgl.), dessen Bewegung mit entsprechender Übersetzung auf die in den. Schaltspulenstromkreis eines magnetbeeinflußten Leistungsschalters mit zwei Arbeitsstellungen eingeschaltete Fühlerzunge eines HilfsUmschalters als Kontaktglied übertragen wird, die diesen Schalter in den jeweiligen Endstellungen der Fühlerzunge in der Weise steuert, daß das Schaltglied des Leistungsschalters aus der ursprünglichen in die neue Arbeitsstellung umgelegt und damit der geschlossene Schaltspulenstromkreis unterbrochen wird, durch das Umlegen der offene Spulenstromkreis jedoch so weit vorbereitet wird, daß dieser in der anderen Endstellung der Fühlerzunge geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß für die Fühlerzunge (15) des Hilfsumschalters und das Schaltglied (30) des elektromagnetisch stoßerregten Leistungsschalters ein gemeinsames Elektromagnetpaar (24', 24") vorgesehen ist, das in den Endstellungen der Fühlerzunge (15) im Sinne einer Erhöhung des Kontaktdruckes der Fühlerzunge wirkt, während der Kontaktdruck des Schaltgliedes (30) des Leistungsschalters von einer Schnappfeder (32) od. dgl. erzeugt wird, welche gleichzeitig die Arbeits-Stellungen des Schaltgliedes (30) bestimmt.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Spannung des Schaltgliedes (30) des Leistungsschalters eine S-förmig gebogene Feder (32) dient, die sich mit ihren freien, senkrecht abgekanteten. Enden einerseits an dem Schaltglied, andererseits an einem Rahmen od. dgl. abstützt, derart, daß die Stützstellen der Feder einander gegenüberliegen.
3. 3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler seine Bewegung auf ein wippenartiges, mit einer Rückstellfeder versehenes Stellglied überträgt, dessen freies Ende mit einer Schneide den. Drehpunkt für eine zweite Wippe bildet, an der einerseits ein federbelasteter Waagebalken, andererseits die Fühlerzunge (15) angreifen.
4. 4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wippen durch eine Blattfeder verbunden sind, die mit einer öffnung versehen ist, durch welche letztere die Schneide der ersten Wippe hindurchgreift,
5. 5. Schalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende des Waagebalkens eine Einstellschraube angreift.
6. 6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken zwecks Änderung des Übersetzungsverhältnisses verschiedene Lagermöglichkeiten besitzt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 234 329, 599 289, 691448;

   schweizerische Patentschrift Nr. 254928;
   französische Patentschriften Nr. 755 655, 973 920; USA.-Patentschrift Nr. 2 562 437.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 109 622/13 7.61