EP0930631A2 - Thermal switching device - Google Patents

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EP0930631A2
EP0930631A2 EP99100683A EP99100683A EP0930631A2 EP 0930631 A2 EP0930631 A2 EP 0930631A2 EP 99100683 A EP99100683 A EP 99100683A EP 99100683 A EP99100683 A EP 99100683A EP 0930631 A2 EP0930631 A2 EP 0930631A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
switching element
thermal switching
expansion
element according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99100683A
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German (de)
French (fr)
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EP0930631A3 (en
Inventor
Walter Hollweck
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INTER CONTROL
INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Original Assignee
INTER CONTROL
INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INTER CONTROL, INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG filed Critical INTER CONTROL
Publication of EP0930631A2 publication Critical patent/EP0930631A2/en
Publication of EP0930631A3 publication Critical patent/EP0930631A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/32—Thermally-sensitive members
    • H01H37/52—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
    • H01H37/54—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H37/52—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
    • H01H37/54—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting
    • H01H2037/5454—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element wherein the bimetallic element is inherently snap acting with separate spring biasing the bimetal snap element against the heat transfer surface

Definitions

  • the invention relates to a thermal switching element with the features the preamble of claim 1.
  • a temperature limiter is known in its housing in parallel position an essentially circular bimetallic spring washer and a bistable bulging steel disc are arranged, the bimetallic spring disc in a conventional manner in its edge area is stored so that it is centrally above a jump temperature in a first Direction (A) and below a return temperature in an opposite second direction (B) arches.
  • the one with the bimetallic spring washer also mounted on the edge Steel disc is also in one with curvature of the bimetal spring washer through the first direction (A) and opens via a central one Actuator a current flow to an electrical heating element interrupting switch contact.
  • the switching contact can be done manually central pressure on the actuator in direction B can be closed.
  • a restoring arm is arranged flat on the edge zone of the steel disc, the outer end of which can be acted upon by a switch, so that the switch contact can also be interrupted manually.
  • the invention has for its object a thermal switching element, as it is known from the described prior art to further develop that reproducible switching and control conditions are available and at the same time the thermal contact of the bimetal spring washer with the heat transfer plate is guaranteed.
  • an expansion element for securing the contacting of the bimetallic spring washer with the heat transfer plate is provided, the expansion element as an expansion element ring is formed and at least one radially inwardly projecting spreading tab has and rests on the bimetal spring washer.
  • the expansion element ring thus supports itself with its spreading flaps on the housing presses the bimetallic spring washer with its edge area onto the heat transfer plate, so that the thermal contact of the bimetallic spring washer is always guaranteed with the heat transfer plate.
  • the spreading tabs stand out from the plane of the spreading element ring upwards so that the spreading tabs against the housing are directed and so the expansion element ring with the necessary force the bimetal spring washer presses. If the bimetallic spring washer bulges in direction A the spreading flaps give way slightly, so that the Actuator acting on the bimetallic spring disc also points in the direction A moves and breaks the contact.
  • the expansion element ring can have at least two expansion tabs are radially opposite each other, so that a symmetrical and therefore uniform distributed pressure is exerted on the bimetal spring washer.
  • the length 1 of the widening can be about 5%, the width b in the direction of the ring about 20% of the ring diameter (2r), so that the necessary Stiffening at the ring area and the displacement of the predetermined bending point on the ring area between widenings and the roots of the Spreading rag is guaranteed.
  • the expansion element ring between the bimetallic spring washer and a steel disc can be arranged, the expansion element ring is at rest.
  • the expansion element ring spreads the bimetal spring washer and the steel washer apart.
  • the length L1 of the control wing (s) is preferably from the outer circumference of the expansion element ring approximately at least r / 2 and at most 2r for provision the necessary length for the lever arm.
  • the spreader ring together with the spreading flap is level in the rest position and the bimetal spring washer and the steel disc spreads apart so that the bimetal spring washer in the de-energized state with its center on the heat transfer plate rests and carries the expansion element ring on the edge and the inner ends of the spreading lobes the center of the bulging upwards Support the steel disc, the upstanding edge area of which rests on the housing, is supported in particular on a ceramic base.
  • the expansion element ring has a double function, namely the actuating function and the spreading function.
  • the actuating function is thereby achieved that in the expansion element ring by loading the Actuating end of a wing predetermined bending points in the area between the widenings and roots of the spreading lobes that arise Spreading lugs, however, remain relatively stable and stiff relative to the ring thus have an actuating function on the center of the steel disc.
  • the Spread radio trion between bimetal spring washer and steel washer already explained above.
  • the actuating end of the wing can also protrude from the housing and thus outside the housing by a corresponding actuator be acted upon.
  • At least one adjustable wing is outside the ring area of the expansion element ring is bent upwards, thus downwards in the direction Heat transfer plate enough space to act on the sash remains to the spreading lobe sufficient for the actuating function to bend.
  • a particularly stable embodiment of the adjusting ring results then, when the width B1 of a wing is about 35 - 45% of the disc diameter 2r is and extends outwards from about half the length L1 Tapered up to about 20 - 30% of the disc diameter 2r.
  • Reference number 1 denotes the respective thermal switching element in the figures In its entirety.
  • the thermal switching element 1 in Fig. 1 exists essentially of a housing 4, in which on a heat transfer plate 5 a bimetal spring washer 6 is arranged.
  • the bimetal spring washer 6 is mounted in its edge region 7 such that it centrally above a jump temperature in a first direction A and below the return temperature in an opposite second direction B bulges, the contact distance via an actuator 22 and a associated movement contact 3 affects.
  • the expansion element is in the form of an expansion element ring 8 formed and has two opposite radially inwardly projecting Spreading tabs 9, 10 on the plane of the expansion element ring 8 after Stand out at the top, support yourself against the housing and so the bimetal spring washer 6 Press on the heat transfer plate 5.
  • the expansion element ring 8 arranged in FIG. 1 is a top view in FIG. 2 shown.
  • the spreading tabs 9, 10 are over half the radius r / 2 of Expanding element ring 8 into its inner ring region 11, whereby it is taper to a certain width B '.
  • the Expanding element ring 8 at right angles to the expanding tabs 9, 10 two widenings 12, 13, which also protrude into the inner ring area and are significantly shorter than the spreading tabs 9, 10.
  • the length 1 of the widenings 12, 13, is about 5%
  • the width b is about 20% of the ring diameter 2r.
  • the widenings 12, 13 are in contrast to the protruding ones Spreading tabs 9, 10 with the spreading element ring 8 in one plane.
  • the bimetallic spring washer 6 forms the ring area between the widenings 12, 13 and the roots 9 ', 10' of the spreading tabs 9, 10 Target bending points so that the bimetallic spring washer 6 is sufficient for Interruption of the contact path can bend.
  • Fig. 3 is an expansion ring 8 between a bimetallic spring washer 6 and a steel disc 14, the contact distance between Fixed 2 and movement contact 3 is closed.
  • the intended one Expanding element ring 8 is in a side view in Fig. 5a and in a plan view shown in Fig. 5b.
  • the between bimetallic spring washer 6 and Steel disc 14 arranged expansion element ring 8 can, however, also according to 6a and b are formed.
  • Bimetal spring washer 6, expansion element ring 8 and steel disk 14 are in their edge areas by housing projections fixed or stored in such a way that lateral displacement is not is possible, but arching is guaranteed.
  • FIGS. 5a, b and 6a, b illustrate, the spreading tabs 9, 10 settle outward to form adjustable wings 15, 16, which outside the Ring area are bent upwards.
  • the length L1 is Adjustable wings 15, 16 - from the outer circumference of the expansion element ring 8 - at least r / 2 and at most 2r.
  • These wings 15, 16 are now used to manually interrupt the contact path by pressing the actuation end 20 of a control wing 15 is exerted on an actuator 21 pressure, so that the spreading lugs 9, 10 a bulging of the steel disk 14 and thus a Interrupt the contact path (see. Fig. 4).
  • the width B1 of a wing is about 40% of the disc diameter 2r and tapers approximately from half the length L1 up to approximately 25% of the disc diameter 2r, with which the expansion element ring 8 increases Stability in the root area 9 ', 10' is maintained.
  • the wings as seen from the side view in Fig. 6a, Z-shaped.
  • expansion element rings shown in FIGS. 5 and 6 also have 8 widenings 12, 13, which places the predetermined bending point on the ring area between the widenings 12, 13 and the roots of the spreading lobes 9, 10 relocated.
  • the expansion element ring 8 In the rest position, the expansion element ring 8 is together with the expansion tabs 9, 10 evenly and spreads the bimetallic spring washer 6 and the steel washer 14 apart, so that the bimetallic spring washer 6 in unexcited State rests with its center 6 'on the heat transfer plate 5 and carries the expansion element ring 8 at the edge.
  • the inner ends 17, 18 of the Spreading tabs 9, 10 support the center 14 'of the upwardly curved steel disk 14, the upstanding edge regions 19 in turn Support on the housing 4.
  • the expansion element ring 8 takes over Double function, namely the spreading function (see FIG. 3) and the actuating function (see Fig. 4).
  • control wings 15 is bent upwards and protrudes from the housing 4, from where it can then also be operated manually (see FIG. 7).

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Abstract

The switch element (1) has a housing (4) containing a bimetallic strip (6) on a heat conducting plate (5). The edge region of the bimetallic strip is such that the strip bends in one direction when the temperature if above a spring temperature and bends in the opposite direction when the temperature is below the spring temperature. The direction is bending effects the contact path between the fixed and movable contacts. A spreading element ensures that the bimetallic strip contacts the heat conducting plate. The spreading element is in the form of a ring (8) with at least one radially inwardly extending tongues (9,10). The ring lies on the bimetallic strip.

Description

Die Erfindung betrifft ein thermisches Schaltelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a thermal switching element with the features the preamble of claim 1.

Aus DE 35 16 041 ist ein Temperaturbegrenzer bekannt, in dessen Gehäuse in Parallellage eine im wesentlichen kreisförmige Bimetallsprungscheibe und eine bistabil auswölbende Stahlscheibe angeordnet sind, wobei die Bimetallsprungscheibe im herkömmlicher Weise in ihrem Randbereich derart gelagert ist, daß sie sich zentral oberhalb einer Sprungtemperatur in eine erste Richtung (A) und unterhalb einer Rücksprungtemperatur in eine entgegengesetzte zweite Richtung (B) wölbt.From DE 35 16 041 a temperature limiter is known in its housing in parallel position an essentially circular bimetallic spring washer and a bistable bulging steel disc are arranged, the bimetallic spring disc in a conventional manner in its edge area is stored so that it is centrally above a jump temperature in a first Direction (A) and below a return temperature in an opposite second direction (B) arches.

Die zusammen mit der Bimetallsprungscheibe ebenfalls randseitig gelagerte Stahlscheibe ist bei Wölbung der Bimetallsprungscheibe ebenfalls in eine erste Richtung (A) durchstellbar und öffnet dabei über ein sie mittig beaufschlagendes Stellglied einen den Stromfluß zu einem elektrischen Heizelement unterbrechenden Schaltkontakt. Der Schaltkontakt kann durch manuellen zentralen Druck auf das Stellglied in Richtung B geschlossen werden. An der Randzone der Stahlscheibe ist ein Rückstellarm flächig angeordnet, dessen äußeres Ende über einen Ausschalttaster beaufschlagbar ist, so daß der Schaltkontakt auch manuell unterbrochen werden kann. The one with the bimetallic spring washer also mounted on the edge Steel disc is also in one with curvature of the bimetal spring washer through the first direction (A) and opens via a central one Actuator a current flow to an electrical heating element interrupting switch contact. The switching contact can be done manually central pressure on the actuator in direction B can be closed. A restoring arm is arranged flat on the edge zone of the steel disc, the outer end of which can be acted upon by a switch, so that the switch contact can also be interrupted manually.

Bei dem bekannten Stand der Technik führt der gesondert an den Randbereich der Stahlscheibe angebrachte Rückstellarm dazu, daß sich das gesamte Durchstellverhalten der Scheibe verändert und somit reproduzierbare Schalt- oder Stellverhältnisse nur schwer zu erreichen sind. Außerdem ist der Herstellvorgang aufwendig und die Toleranzen für die Stellkräfte sind schwierig zu beherrschen.In the known prior art, this leads separately to the edge area the return arm attached to the steel disc so that the entire Adjustment behavior of the disc changed and thus reproducible Switching or control conditions are difficult to achieve. Besides, is the manufacturing process is complex and the tolerances for the actuating forces are difficult to master.

Zusätzlich besteht generell die Gefahr, daß ein Luftspalt zwischen der Wärmeübertragungsplatte und der Bimetallsprungscheibe auftritt, so daß sich die Schaltverhältnisse des gesamten Schalters gravierend ändern können.In addition, there is generally a risk of an air gap between the heat transfer plate and the bimetallic spring washer occurs so that the Switching ratios of the entire switch can change significantly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein thermisches Schaltelement, wie es aus dem geschilderten Stand der Technik bekannt ist, derart weiterzubilden, daß reproduzierbare Schalt- und Stellverhältnisse vorliegen und zugleich der thermische Kontakt der Bimetallsprungscheibe mit der Wärmeübertragungsplatte gewährleistet wird.The invention has for its object a thermal switching element, as it is known from the described prior art to further develop that reproducible switching and control conditions are available and at the same time the thermal contact of the bimetal spring washer with the heat transfer plate is guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch den Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 - 17.This object is solved by claim 1. Advantageous further training the invention result from subclaims 2-17.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß ein Spreizelement zur Sicherstellung der Kontaktierung der Bimetallsprungscheibe mit der Wärmeübertragungsplatte vorgesehen ist, wobei das Spreizelement als Spreizelementring ausgebildet ist und mindestens einen radial nach innen abstehenden Spreizlappen aufweist und auf der Bimetallsprungscheibe aufliegt. Der Spreizelementring stützt sich somit mit seinen Spreizlappen am Gehäuse ab und drückt mit seinem Randbereich die Bimetallsprungscheibe auf die Wärmeübertragungsplatte, so daß der thermische Kontakt der Bimetallsprungscheibe mit der Wärmeübertragungsplatte stets gewährleistet ist. According to the invention it is provided that an expansion element for securing the contacting of the bimetallic spring washer with the heat transfer plate is provided, the expansion element as an expansion element ring is formed and at least one radially inwardly projecting spreading tab has and rests on the bimetal spring washer. The expansion element ring thus supports itself with its spreading flaps on the housing presses the bimetallic spring washer with its edge area onto the heat transfer plate, so that the thermal contact of the bimetallic spring washer is always guaranteed with the heat transfer plate.

Vorteilhafterweise stehen dabei die Spreizlappen aus der Ebene des Spreizelementrings nach oben heraus, so daß die Spreizlappen gegen das Gehäuse gerichtet sind und so der Spreizelementring mit der notwendigen Kraft auf die Bimetallsprungscheibe drückt. Bei einer Wölbung der Bimetallsprungscheibe in Richtung A geben die Spreizlappen leicht nach, so daß das die Bimetallsprungscheibe beaufschlagende Stellglied ebenfalls sich in Richtung A bewegt und damit den Kontakt unterbricht.Advantageously, the spreading tabs stand out from the plane of the spreading element ring upwards so that the spreading tabs against the housing are directed and so the expansion element ring with the necessary force the bimetal spring washer presses. If the bimetallic spring washer bulges in direction A the spreading flaps give way slightly, so that the Actuator acting on the bimetallic spring disc also points in the direction A moves and breaks the contact.

Bei Temperaturabkühlung springt sodann die Bimetallsprungscheibe in den "kühlen" Zustand in Richtung B zurück, wobei die Spreizlappen weiterhin für den thermischen Kontakt zwischen Bimetallsprungscheibe und Wärmeübertragungsplatte sorgen.When the temperature cools, the bimetallic spring disc jumps into the "Cool" state in direction B, with the spreading lobes still for the thermal contact between the bimetallic spring washer and the heat transfer plate to care.

Der Spreizelementring kann mindestens zwei Spreizlappen aufweisen, die sich radial gegenüber liegen, so daß ein symmetrischer und damit gleichmäßig verteilter Druck auf die Bimetallsprungscheibe ausgeübt wird.The expansion element ring can have at least two expansion tabs are radially opposite each other, so that a symmetrical and therefore uniform distributed pressure is exerted on the bimetal spring washer.

Sind am Spreizelementring im rechten Winkel zu den Spreizlappen zusätzliche Verbreiterungen vorgesehen, die in den Ringinnenbereich abstehen und kürzer als die Spreizlappen sind, so dienen diese der Verstärkung des Spreizelementrings und verhindern ein Durchbiegen an dieser stark belasteten Stelle. Are additional on the expansion element ring at right angles to the expansion tabs Widening provided that protrude into the inner ring area and are shorter than the spreading lobes, they serve to reinforce the Spreading element ring and prevent bending on this heavily loaded Job.

Durch die zusätzlich am Spreizelementring vorgesehenen Verbreiterungen bildet der Ringbereich zwischen den Verbreiterungen und den Wurzeln der Spreizlappen Sollbiegestellen, womit eine übermäßige Belastung im Bereich der Verbreiterungen, falls diese nicht vorhanden wären, vermieden wird.Due to the additional widening provided on the expansion element ring forms the ring area between the widenings and the roots of the Spreading rag predetermined bending points, with an excessive load in the area the widening, if these were not available, is avoided.

Die Länge 1 der Verbreiterung kann etwa 5 %, die Breite b in Ringumlaufrichtung etwa 20 % des Ringdurchmessers (2r) betragen, so daß die notwendige Versteifung am Ringbereich und die Verlagerung der Sollbiegestelle auf den Ringbereich zwischen Verbreiterungen und den Wurzeln der Spreizlappen gewährleistet ist.The length 1 of the widening can be about 5%, the width b in the direction of the ring about 20% of the ring diameter (2r), so that the necessary Stiffening at the ring area and the displacement of the predetermined bending point on the ring area between widenings and the roots of the Spreading rag is guaranteed.

Vorteilhafterweise kann der Spreizelementring zwischen der Bimetallsprungscheibe und einer Stahlscheibe angeordnet sein, wobei der Spreizelementring in Ruhelage eben ist. In dieser Kombination spreizt der Spreizelementring die Bimetallsprungscheibe und die Stahlscheibe auseinander.Advantageously, the expansion element ring between the bimetallic spring washer and a steel disc can be arranged, the expansion element ring is at rest. In this combination, the expansion element ring spreads the bimetal spring washer and the steel washer apart.

Bei dem zwischen Bimetallsprungscheibe und Stahlscheibe angeordneten Spreizelementring setzt sich mindestens einer der Spreizlappen radial vom Spreizelementring nach außen zur Bildung eines Stellflügels fort, um den elektrischen Kontakt manuell von außen über den Stellflügel unterbrechen zu können.In the case between the bimetallic spring washer and the steel washer Spreader ring sits at least one of the spreading flaps radially from Spreader ring outwards to form a wing to the Interrupt electrical contact manually from the outside using the adjustable leaf to be able to.

Vorzugsweise beträgt die Länge L1 des/der Stellflügel(s) vom äußeren Umfangs des Spreizelementrings etwa mindestens r/2 und höchstens 2r zur Bereitstellung der notwendigen Länge für den Hebelarm.The length L1 of the control wing (s) is preferably from the outer circumference of the expansion element ring approximately at least r / 2 and at most 2r for provision the necessary length for the lever arm.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn der Spreizelementring zusammen mit den Spreizlappen in Ruhestellung eben ist und dabei die Bimetallsprungscheibe und die Stahlscheibe auseinanderspreizt, so daß die Bimetallsprungscheibe in unerregtem Zustand mit ihrem Zentrum auf der Wärmeübertragungsplatte aufliegt und randseitig den Spreizelementring trägt sowie die inneren Enden der Spreizlappen das Zentrum der nach oben gewölbten Stahlscheibe abstützen, deren nach oben stehender Randbereich sich am Gehäuse, insbesondere an einem Keramiksockel abstützt.It is particularly advantageous if the spreader ring together with the spreading flap is level in the rest position and the bimetal spring washer and the steel disc spreads apart so that the bimetal spring washer in the de-energized state with its center on the heat transfer plate rests and carries the expansion element ring on the edge and the inner ends of the spreading lobes the center of the bulging upwards Support the steel disc, the upstanding edge area of which rests on the housing, is supported in particular on a ceramic base.

In dieser Kombination übt der Spreizelementring eine Doppelfunktion aus, nämlich die Stellfunktion und die Spreizfunktion. Die Stellfunktion wird dadurch erreicht, daß beim Spreizelementring durch Beaufschlagung des Betätigungsendes eines Stellflügels Sollbiegestellen im Bereich zwischen den Verbreiterungen und den Wurzeln der Spreizlappen entstehen, die Spreizlappen jedoch gegenüber dem Ring relativ stabil und steif bleiben und damit eine Stellfunktion auf das Zentrum der Stahlscheibe ausüben. Die Spreizfunktrion zwischen Bimetallsprungscheibe und Stahlscheibe wurde oben bereits erläutert.In this combination, the expansion element ring has a double function, namely the actuating function and the spreading function. The actuating function is thereby achieved that in the expansion element ring by loading the Actuating end of a wing predetermined bending points in the area between the widenings and roots of the spreading lobes that arise Spreading lugs, however, remain relatively stable and stiff relative to the ring thus have an actuating function on the center of the steel disc. The Spread radio trion between bimetal spring washer and steel washer already explained above.

Das Betätigungsende des Stellflügels kann auch aus dem Gehäuse herausstehen und somit außerhalb des Gehäuses durch ein entsprechendes Stellglied beaufschlagbar sein.The actuating end of the wing can also protrude from the housing and thus outside the housing by a corresponding actuator be acted upon.

Vorteilhafterweise ist mindestens ein Stellflügel außerhalb des Ringbereichs des Spreizelementrings nach oben abgebogen, damit nach unten in Richtung Wärmeübertragungsplatte genügend Raum zur Beaufschlagung des Stellflügels bleibt, um die Spreizlappen für die Stellfunktion ausreichend nach oben durchzubiegen. Advantageously, at least one adjustable wing is outside the ring area of the expansion element ring is bent upwards, thus downwards in the direction Heat transfer plate enough space to act on the sash remains to the spreading lobe sufficient for the actuating function to bend.

Eine besonders stabile Ausführungsform des Stellelementrings ergibt sich dann, wenn die Breite B1 eines Stellflügels etwa 35 - 45 % des Scheibendurchmessers 2r beträgt und sich etwa ab der halben Länge L1 nach außen konisch bis zu etwa 20 - 30 % des Scheibendurchmessers 2r verjüngt.A particularly stable embodiment of the adjusting ring results then, when the width B1 of a wing is about 35 - 45% of the disc diameter 2r is and extends outwards from about half the length L1 Tapered up to about 20 - 30% of the disc diameter 2r.

Die Erfindung ist anhand von vorteilhaften Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1
eine Schnittdarstellung der Bimetallsprungscheibe und einer Ausführungsart eines Spreizelementrings in Einschaltstellung;
Fig. 2
eine Draufsicht auf einen Spreizelementring gemäß der Ausführungsart in Fig. 1;
Fig. 3
eine Schnittdarstellung mit in einem Gehäuseteil geführten Stellgliedern mit Bimetallsprungscheibe, Spreizelementring und Stahlscheibe in Einschaltstellung;
Fig. 4
eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 in Ausschaltstellung;
Fig. 5a und b
eine Seitenansicht sowie eine Draufsicht auf einen Spreizelementring entsprechend der Ausführungsart in den Fig. 3 und 4;
Fig. 6a und b
eine Seitenansicht sowie eine Draufsicht auf einen Spreizelementring alternativer Ausführungsart sowie
Fig. 7
eine Schnittdarstellung von Bimetallsprungscheibe, Spreizelementring und Stahlscheibe mit einem aus dem Gehäuse herausstehenden Betätigungsende des Spreizelementrings.
The invention is explained in more detail on the basis of advantageous exemplary embodiments in the drawing figures. These show:
Fig. 1
a sectional view of the bimetallic spring washer and an embodiment of an expansion ring in the on position;
Fig. 2
a plan view of an expansion ring according to the embodiment in Fig. 1;
Fig. 3
a sectional view with actuators guided in a housing part with bimetal spring washer, expansion element ring and steel washer in the switched-on position;
Fig. 4
a sectional view of Figure 3 in the off position.
5a and b
a side view and a plan view of an expansion ring according to the embodiment in Figures 3 and 4.
6a and b
a side view and a plan view of an expansion ring alternative embodiment and
Fig. 7
a sectional view of bimetallic spring washer, expansion element ring and steel washer with an actuating end of the expansion element ring protruding from the housing.

Bezugsziff. 1 bezeichnet das jeweilige thermische Schaltelement in den Figuren in seiner Gesamtheit. Das thermische Schaltelement 1 in Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 4, in welchem auf einer Wärmeübertragungsplatte 5 eine Bimetallsprungscheibe 6 angeordnet ist. Die Bimetallsprungscheibe 6 ist in ihrem Randbereich 7 derart gelagert, daß sie sich zentral oberhalb einer Sprungtemperatur in eine erste Richtung A und unterhalb der Rücksprungtemperatur in eine entgegengesetzte zweite Richtung B wölbt, wobei sie die Kontaktstrecke über ein Stellglied 22 und einem damit verbundenen Bewegungskontakt 3 beeinflußt. Ferner ist ein erfindungsgemäßes Spreizelement zur Sicherstellung der Kontaktierung der Bimetallsprungscheibe 6, insbesondere deren Zentrum 6' mit der Wärmeübertragungsplatte 5 vorgesehen. Das Spreizelement ist als Spreizelementring 8 ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende radial nach innen abstehende Spreizlappen 9, 10 auf, die aus der Ebene des Spreizelementrings 8 nach oben herausstehen, sich gegen das Gehäuse abstützen und so die Bimetallsprungscheibe 6 auf die Wärmeübertragungsplatte 5 drücken. Durch den so eingefügten Spreizelementring 8 ist die ständige und notwendige thermische Kontaktierung von Bimetallsprungscheibe 6 und Wärmeübertragungsplatte 5 gewährleistet.Reference number 1 denotes the respective thermal switching element in the figures In its entirety. The thermal switching element 1 in Fig. 1 exists essentially of a housing 4, in which on a heat transfer plate 5 a bimetal spring washer 6 is arranged. The bimetal spring washer 6 is mounted in its edge region 7 such that it centrally above a jump temperature in a first direction A and below the return temperature in an opposite second direction B bulges, the contact distance via an actuator 22 and a associated movement contact 3 affects. Furthermore, is an inventive Expansion element to ensure contacting of the bimetal spring washer 6, in particular their center 6 'with the heat transfer plate 5 provided. The expansion element is in the form of an expansion element ring 8 formed and has two opposite radially inwardly projecting Spreading tabs 9, 10 on the plane of the expansion element ring 8 after Stand out at the top, support yourself against the housing and so the bimetal spring washer 6 Press on the heat transfer plate 5. By the thus inserted expansion element ring 8 is the constant and necessary thermal Contacting of bimetallic spring washer 6 and heat transfer plate 5 guaranteed.

Der in Fig. 1 angeordnete Spreizelementring 8 ist in Fig. 2 in der Draufsicht dargestellt. Die Spreizlappen 9, 10 stehen über den halben Radius r/2 des Spreizelementrings 8 in dessen Ringinnenbereich 11 hinein, wobei sie sich bis zu einer bestimmten Breite B' konisch verjüngen. Außerdem weist der Spreizelementring 8 im rechten Winkel zu den Spreizlappen 9, 10 zwei Verbreiterungen 12, 13 auf, die ebenfalls in den Ringinnenbereich abstehen und wesentlich kürzer als die Spreizlappen 9, 10 sind. Die Länge 1 der Verbreiterungen 12, 13, beträgt etwa 5 %, die Breite b etwa 20 % des Ringdurchmessers 2r.The expansion element ring 8 arranged in FIG. 1 is a top view in FIG. 2 shown. The spreading tabs 9, 10 are over half the radius r / 2 of Expanding element ring 8 into its inner ring region 11, whereby it is taper to a certain width B '. In addition, the Expanding element ring 8 at right angles to the expanding tabs 9, 10 two widenings 12, 13, which also protrude into the inner ring area and are significantly shorter than the spreading tabs 9, 10. The length 1 of the widenings 12, 13, is about 5%, the width b is about 20% of the ring diameter 2r.

Die Verbreiterungen 12, 13 liegen im Gegensatz zu den herausstehenden Spreizlappen 9, 10 mit dem Spreizelementring 8 in einer Ebene. Beim Durchwölben der Bimetallsprungscheibe 6 bildet der Ringbereich zwischen den Verbreiterungen 12, 13 und den Wurzeln 9', 10' der Spreizlappen 9, 10 Sollbiegestellen, damit sich die Bimetallsprungscheibe 6 ausreichend zur Unterbrechung der Kontaktstrecke durchbiegen kann.The widenings 12, 13 are in contrast to the protruding ones Spreading tabs 9, 10 with the spreading element ring 8 in one plane. At the Bulging the bimetallic spring washer 6 forms the ring area between the widenings 12, 13 and the roots 9 ', 10' of the spreading tabs 9, 10 Target bending points so that the bimetallic spring washer 6 is sufficient for Interruption of the contact path can bend.

In Fig. 3 ist ein Spreizelementring 8 zwischen einer Bimetallsprungscheibe 6 und einer Stahlscheibe 14 angeordnet, wobei die Kontaktstrecke zwischen Fest- 2 und Bewegungskontakt 3 geschlossen ist. Der dafür vorgesehene Spreizelementring 8 ist in einer Seitenansicht in Fig. 5a und in einer Draufsicht in Fig. 5b dargestellt. Der zwischen Bimetallsprungscheibe 6 und Stahlscheibe 14 angeordnete Spreizelementring 8 kann jedoch auch gemäß Fig. 6a und b ausgebildet sein. Bimetallsprungscheibe 6, Spreizelementring 8 und Stahlscheibe 14 sind jeweils in ihren Randbereichen durch Gehäusevorsprünge derart fixiert bzw. gelagert, daß ein seitliches Verschieben nicht möglich ist, aber ein Durchwölben gewährleistet ist.In Fig. 3 is an expansion ring 8 between a bimetallic spring washer 6 and a steel disc 14, the contact distance between Fixed 2 and movement contact 3 is closed. The intended one Expanding element ring 8 is in a side view in Fig. 5a and in a plan view shown in Fig. 5b. The between bimetallic spring washer 6 and Steel disc 14 arranged expansion element ring 8 can, however, also according to 6a and b are formed. Bimetal spring washer 6, expansion element ring 8 and steel disk 14 are in their edge areas by housing projections fixed or stored in such a way that lateral displacement is not is possible, but arching is guaranteed.

Wie die Fig. 5a,b und 6a,b verdeutlichen, setzen sich die Spreizlappen 9, 10 nach außen zur Bildung von Stellflügeln 15, 16 fort, welche außerhalb des Ringbereichs nach oben abgebogen sind. Dabei beträgt die Länge L1 der Stellflügel 15, 16 - vom äußeren Umfang des Spreizelementrings 8 aus - mindestens r/2 und höchstens 2r. Diese Stellflügel 15, 16 dienen nun dazu, die Kontaktstrecke manuell zu unterbrechen, indem auf das Betätigungsende 20 eines Stellflügels 15 über ein Stellglied 21 Druck ausgeübt wird, so daß die Spreizlappen 9, 10 ein Durchwölben der Stahlscheibe 14 und damit ein Unterbrechen der Kontaktstrecke bewirken (vgl. Fig. 4).As FIGS. 5a, b and 6a, b illustrate, the spreading tabs 9, 10 settle outward to form adjustable wings 15, 16, which outside the Ring area are bent upwards. The length L1 is Adjustable wings 15, 16 - from the outer circumference of the expansion element ring 8 - at least r / 2 and at most 2r. These wings 15, 16 are now used to manually interrupt the contact path by pressing the actuation end 20 of a control wing 15 is exerted on an actuator 21 pressure, so that the spreading lugs 9, 10 a bulging of the steel disk 14 and thus a Interrupt the contact path (see. Fig. 4).

Bei der in Fig. 6b dargestellten Ausführungsart der Spreizelementrings 8 beträgt die Breite B1 eines Stellflügels etwa 40 % des Scheibendurchmessers 2r und verjüngt sich etwa ab der halben Länge L1 konisch bis zu etwa 25 % des Scheibendurchmessers 2r, womit der Spreizelementring 8 eine erhöhte Stabilität im Wurzelbereich 9', 10' erhält. Außerdem sind die Stellflügel, wie aus der Seitenansicht in Fig. 6a ersichtlich, Z-förmig ausgebildet.In the embodiment of the expansion element ring 8 shown in FIG. 6b the width B1 of a wing is about 40% of the disc diameter 2r and tapers approximately from half the length L1 up to approximately 25% of the disc diameter 2r, with which the expansion element ring 8 increases Stability in the root area 9 ', 10' is maintained. In addition, the wings, as seen from the side view in Fig. 6a, Z-shaped.

Ferner weisen auch die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Spreizelementringe 8 Verbreiterungen 12, 13 auf, womit sich die Sollbiegestelle auf den Ringbereich zwischen den Verbreiterungen 12, 13 und den Wurzeln der Spreizlappen 9, 10 verlagert.Furthermore, the expansion element rings shown in FIGS. 5 and 6 also have 8 widenings 12, 13, which places the predetermined bending point on the ring area between the widenings 12, 13 and the roots of the spreading lobes 9, 10 relocated.

In Ruhestellung ist der Spreizelementring 8 zusammen mit den Spreizlappen 9, 10 eben und spreizt dabei die Bimetallsprungscheibe 6 und die Stahlscheibe 14 auseinander, so daß die Bimetallsprungscheibe 6 in unerregtem Zustand mit ihrem Zentrum 6' auf der Wärmeübertragungsplatte 5 aufliegt und randseitig den Spreizelementring 8 trägt. Die inneren Enden 17, 18 der Spreizlappen 9, 10 stützen das Zentrum 14' der nach oben gewölbten Stahlscheibe 14 ab, deren nach oben stehende Randbereiche 19 sich wiederum am Gehäuse 4 abstützen. Somit übernimmt der Spreizelementring 8 eine Doppelfunktion, nämlich die Spreizfunktion (vgl. Fig. 3) und die Stellfunktion (vgl. Fig. 4).In the rest position, the expansion element ring 8 is together with the expansion tabs 9, 10 evenly and spreads the bimetallic spring washer 6 and the steel washer 14 apart, so that the bimetallic spring washer 6 in unexcited State rests with its center 6 'on the heat transfer plate 5 and carries the expansion element ring 8 at the edge. The inner ends 17, 18 of the Spreading tabs 9, 10 support the center 14 'of the upwardly curved steel disk 14, the upstanding edge regions 19 in turn Support on the housing 4. Thus, the expansion element ring 8 takes over Double function, namely the spreading function (see FIG. 3) and the actuating function (see Fig. 4).

Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, daß zumindest einer der Stellflügel 15 nach oben abgebogen ist und aus dem Gehäuse 4 heraussteht, von wo er dann ebenfalls manuell betätigbar ist (vgl. Fig. 7). In addition, there is also the possibility that at least one of the control wings 15 is bent upwards and protrudes from the housing 4, from where it can then also be operated manually (see FIG. 7).

BEZUGSZEICHENREFERENCES

11
thermisches Schaltelementthermal switching element
22nd
FestkontaktFixed contact
33rd
BewegungskontaktMovement contact
44th
Gehäusecasing
55
WärmeübertragungsplatteHeat transfer plate
66
BimetallsprungscheibeBimetal spring washer
6'6 '
Zentrumcenter
77
RandbereichEdge area
88th
SpreizelementringSpreader ring
99
SpreizlappenSpreading rag
9'9 '
Wurzelroot
1010th
SpreizlappenSpreading rag
10'10 '
Wurzelroot
1111
RingbereichRing area
1212th
VerbreiterungBroadening
1313
VerbreiterungBroadening
1414
StahlscheibeSteel disc
14'14 '
Zentrumcenter
1515
StellflügelWing
1616
StellflügelWing
1717th
inneres Endeinner end
1818th
inneres Endeinner end
1919th
RandbereichEdge area
2020th
BetätigungsendeActuation end
2121
StellgliedActuator
2222
StellgliedActuator

Claims (17)

Thermisches Schaltelement (1) mit einer aus Fest- (2) und Bewegungskontakt (3) gebildeten Kontaktstrecke und einem Gehäuse (4), in welchem auf einer Wärmeübertragungsplatte (5) eine Bimetallsprungscheibe (6) angeordnet ist, die in ihrem Randbereich (7) derart gelagert ist, daß sie sich zentral oberhalb einer Sprungtemperatur in eine erste Richtung (A) und unterhalb der Rücksprungtemperatur in eine entgegengesetzte zweite Richtung (B) wölbt und dabei die Kontaktstrecke beeinflußt sowie einem Spreizelement zur Sicherstellung der Kontaktierung der Bimetallsprungscheibe (6) mit der Wärmeübertragungsplatte (5), wobei das Spreizelement als Spreizelementring (8) ausgebildet ist und mindestens einen radial nach innen abstehenden Spreizlappen (9 bzw. 10) aufweist und auf der Bimetallsprungscheibe (6) aufliegt. Thermal switching element (1) with a contact path formed from fixed (2) and movement contact (3) and a housing (4) in which a bimetallic spring washer (6) is arranged on a heat transfer plate (5), which is mounted in its edge region (7) in such a way that it is centrally above a crack temperature in a first direction (A) and below that Return temperature bulges in an opposite second direction (B) and thereby influences the contact distance as well an expansion element to ensure contacting of the bimetallic spring washer (6) with the heat transfer plate (5), wherein the expansion element is designed as an expansion element ring (8) and has at least one radially inwardly projecting expansion tab (9 or 10) and rests on the bimetal spring washer (6). Thermisches Schaltelement nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei Spreizlappen (9, 10) vorgesehen sind, die sich radial gegenüber liegen.Thermal switching element according to claim 1,
characterized in that
at least two spreading tabs (9, 10) are provided, which are located radially opposite one another. Thermisches Schaltelement nach Anspruch 1 oder 2,
   dadurch gekennzeichnet, daß
der/die Spreizlappen (9, 10) mindestens über den etwa halben Radius (r/2) des Spreizelementrings (8) in dessen Ringinnenbereich (11) hineinstehen.Thermal switching element according to claim 1 or 2,
characterized in that
the spreading tab (s) (9, 10) protrude at least over approximately half the radius (r / 2) of the spreading element ring (8) into the inner ring region (11) thereof. Thermisches Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 - 3,
   dadurch gekennzeichnet, daß
sich der mindestens ein Spreizlappen (9 bzw. 10) in Richtung Ringinnenbereich (11) konisch verjüngt.Thermal switching element according to one of claims 1-3,
characterized in that
the at least one expansion tab (9 or 10) tapers conically in the direction of the inner ring region (11). Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Spreizlappen (9 bzw. 10) aus der Ebene des Spreizelementrings (8) heraussteht.Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
the at least one expansion tab (9 or 10) protrudes from the plane of the expansion element ring (8). Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
am Spreizelementring (8) im rechten Winkel zu den Spreizlappen (9,10) zusätzliche Verbreiterungen (12,13) vorgesehen sind, die in den Ringinnenbereich (11) abstehen und kürzer als die Spreizlappen (9, 10) sind.Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
Additional widenings (12, 13) are provided on the expanding element ring (8) at right angles to the expanding tabs (9, 10), which project into the inner ring area (11) and are shorter than the expanding tabs (9, 10). Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
der Ringbereich zwischen den Verbreiterungen (12, 13) und den Wurzeln (9', 10') der Spreizlappen (9, 10) Sollbiegestellen bildet.Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
the ring area between the widenings (12, 13) and the roots (9 ', 10') of the spreading tabs (9, 10) forms predetermined bending points. Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge 1 der Verbreiterungen (12, 13) etwa 5 % des Ringdurchmessers (2r) beträgt und die Breite b der Verbreiterungen (12, 13) in Ringumlaufrichtung etwa 20 % des Ringdurchmessers (2r) beträgt.Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
the length 1 of the widenings (12, 13) is approximately 5% of the ring diameter (2r) and the width b of the widenings (12, 13) in the ring circumferential direction is approximately 20% of the ring diameter (2r). Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
der Spreizelementring (8) zwischen der Bimetallsprungscheibe (6) und einer Stahlscheibe (14) angeordnet ist.Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
the expansion element ring (8) is arranged between the bimetallic spring washer (6) and a steel washer (14). Thermisches Schaltelement nach Anspruch 9,
   dadurch gekennzeichnet, daß
sich bei dem zwischen Bimetallsprungscheibe (6) und Stahlscheibe (14) angeordnetem Spreizelementring (8) mindestens einer der Spreizlappen (9 bzw. 10) radial vom Spreizelementring (8) nach außen zur Bildung eines Stellflügels (15 bzw. 16) fortsetzt.Thermal switching element according to claim 9,
characterized in that
in the case of the expansion element ring (8) arranged between the bimetallic spring washer (6) and the steel washer (14), at least one of the expansion tabs (9 or 10) extends radially outward from the expansion element ring (8) to form a control wing (15 or 16). Thermisches Schaltelement nach Anspruch 10,
   dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge L1 der Stellflügel (15, 16) vom äußerem Umfang des Spreizelementrings (8) etwa mindestens r/2 und höchstens 2r beträgt.Thermal switching element according to claim 10,
characterized in that
the length L1 of the adjustable wings (15, 16) from the outer circumference of the expansion element ring (8) is approximately at least r / 2 and at most 2r. Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
dem Spreizelementring (8) mit mindestens einem Spreizlappen (9 bzw. 10) in Ruhestellung eben ist und dabei die Bimetallsprungscheibe (6) und die Stahlscheibe (14) auseinander spreizt, so daß die Bimetallsprungscheibe (6) im unerregten Zustand mit ihrem Zentrum (6') auf der Wärmeübertragungsplatte (5) aufliegt und randseitig den Spreizelementring (8) trägt sowie das mindestens eine innere Ende (17 bzw. 18) des mindestens einen Spreizlappens (9 bzw. 10) das Zentrum (14') der nach oben gewölbten Stahlscheibe (14) abstützt, deren nach oben stehender Randbereich (19) sich am Gehäuse (4), insbesondere an einem Keramiksockel abstützt.Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
the expansion element ring (8) is flat with at least one expansion tab (9 or 10) in the rest position and thereby spreads the bimetal spring washer (6) and the steel washer (14) apart, so that the bimetal spring washer (6) with its center (6 ') rests on the heat transfer plate (5) and carries the edge of the expanding element ring (8) and the at least one inner end (17 or 18) of the at least one expanding tab (9 or 10) the center (14') of the upwardly curved steel disc (14) is supported, the upstanding edge region (19) of which is supported on the housing (4), in particular on a ceramic base. Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
das mindestens eine Betätigungsende (20) des/der Stellflügel(s) (15, 16) aus dem Gehäuse (4) heraussteht. Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
the at least one actuating end (20) of the control wing (s) (15, 16) protrudes from the housing (4). Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
das mindestens eine Betätigungsende (20) des/der Stellflügel(s) (15, 16) durch ein im Gehäuse (4) rechtwinklig zur Ebene des Spreizelementrings (8) verschiebbares Stellglied (21) beaufschlagbar ist.Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
the at least one actuating end (20) of the control wing (s) (15, 16) can be acted upon by an actuator (21) which can be displaced in the housing (4) at right angles to the plane of the expansion element ring (8). Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
die Breite B1 eines Stellflügels (15 bzw. 16) etwa 35 - 45 % des Scheibendurchmessers (2r) beträgt und sich etwa ab der halben Länge L1 nach außen konisch bis zu etwa 20 - 30 % des Scheibendurchmessers (2r) verjüngt.Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
the width B1 of an adjustable leaf (15 or 16) is approximately 35-45% of the disc diameter (2r) and tapers outwards from approximately half the length L1 to approximately 20-30% of the disc diameter (2r). Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Stellflügel (15 bzw. 16) außerhalb des Ringbereichs des Spreizelementrings (8) nach oben abgebogen ist. Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
at least one adjustable wing (15 or 16) outside the ring area of the expansion element ring (8) is bent upwards. Thermisches Schaltelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Stellflügel (15, 16) Z-förmig ausgebildet ist.Thermal switching element according to one of the preceding claims,
characterized in that
at least one adjustable wing (15, 16) is Z-shaped.
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