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DE2625266A1 - Temperaturempfindliche schalt- oder regelvorrichtung - Google Patents

Temperaturempfindliche schalt- oder regelvorrichtung

Info

Publication number
DE2625266A1
DE2625266A1 DE19762625266 DE2625266A DE2625266A1 DE 2625266 A1 DE2625266 A1 DE 2625266A1 DE 19762625266 DE19762625266 DE 19762625266 DE 2625266 A DE2625266 A DE 2625266A DE 2625266 A1 DE2625266 A1 DE 2625266A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bimetal
snap
switch
bimetal element
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19762625266
Other languages
English (en)
Other versions
DE2625266C2 (de
Inventor
Karl Fischer
Robert Ing Grad Kicherer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EGO Elektro Geraete AG
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE19762625266 priority Critical patent/DE2625266C2/de
Publication of DE2625266A1 publication Critical patent/DE2625266A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2625266C2 publication Critical patent/DE2625266C2/de
Expired legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00Thermally-actuated switches
    • H01H37/02Details
    • H01H37/32Thermally-sensitive members
    • H01H37/52Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00Thermally-actuated switches
    • H01H37/006Thermally-actuated switches with different switches operated at substantially different temperatures

Landscapes

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

Description

  • Temperaturempfindliche Schalt-
  • oder Regelvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine temperaturempfindliche Schalt- oder Regelvorrichtung mit einem Bimetall und einem Schnappschalter.
  • Es gibt derartige Schalt- oder Regelvorrichtungen, die ein Bimetall besitzen, das an seinem einen Ende eingespannt ist und mit dem anderen Ende über einen Zwischenhebel auf den Betätigungepunkt eines Schnappschalters einwirkt (DT-PS 1 615 258). Derartige streifenförmige Bimetalle benötigen eine feste Einspannung und haben eine relativ geringe Schaltkraft bei großer Eigenelastizität, so daß sie zwar große Auelenkungswege haben, jedoch die hohe Schaltkraft, die ein Schnappschalter benötigt, nur schlecht aufbringen können.
  • Ferner sind Sprungscheiben aus Bimetallmaterial vorgeschlagen worden, die bei einer fest eingestellten Temperatur umspringen und das Schnappelement in dem Schnappschalter ersetzen. Bei ihnen ist die Schalttemperatur bereits von der Herstellung des Bimetallorgans vorgegeben und nicht justierbar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine temperaturempfindliche Schalt- oder Regelvorrichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine geringe Schalthysterese und eine große Reproduzierbarkeit in den Schaltpunkten aufweist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die im wesentlichen kontinuierlich temperaturabhängige Auslenkung des Mittelbereiches des an wenigstens zwei Enden abgestützten Bimetalls auf den Betätigungspunkt des Schnappschalters übertragbar ist.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausführung, bei der das Bimetall flächig ausgebildet ist und unter Temperatureinwirkung eine Beulung erfährt. Durch diese Beulung können erhebliche Kräfte aufgebracht werden, die bestens zur Schaltung eines Schnappschalters mit hoher Betätigungskraft, jedoch geringen Betätigungswegen, geeignet ist.
  • Besonders bevorzugt ist, wie im folgenden noch erläutert werden wird, ein Bimetall mit einer dreieckigen Gestalt, die vorzugsweise abgerundete Ecken haben kann.
  • Mit einem solchen Bimetall ist es möglich, einen sehr kompakten Schalter~aufzubauen, der eine sehr geringe Schalthysterese bei beste Zugriff zu dem in seiner Temperatur abgefühlten medium aufweist. Bimetall und Schnapplchalter können parallel, sozusagen im Stapel,angeordnet sein und über ein Dcktück unmittelbar aufeinander einwirken. Dai Bimetall imet n großf hig unter einem Deckel liegen, der den Temperaturfühler bildet.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine temperaturabgängige Schaltvorrichtung nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht einer in eine Behälterwand eingebauten temperaturempfindlichen Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2, und Fig. 4 schematische Draufsichten auf verschiedene Formen bis 7 von Bimetallen.
  • Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte temperaturempfindliche Schaltvorrichtung 11 besitzt einen Isolierstoffsockel 26 mit kreisrunder Grundfläche 12 und einem hochstehenden Rand 13, der eine innere Ausnehmung 14 einschließt. In der Ausnehmung 14 ist ein Schnappschalter 15 angeordnet, dessen Schnappfeder 16 drei in Form eines gleichwinkligen Sterns angeordnete Schnappfederabschnitte 17 aufweist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die drei Schnappfederabschnitte zusammenhängend aus einem Stück Feder-Flachmaterial gestanzt und jeder von ihnen besitzt eine in ihrer Mitte durch Ausstanzung freigelegte Schaltzunge 18, die sich an je einem Stützlager 19 abstützt, und zwar so, daß jeder der Schnappfederabschnitte 17 nach außen hin unter Druck gesetzt ist. Am Ende jedes Schnappfederabschnittes ist ein Schaltkontakt 20 angeordnet, der auf einem Gegenlager in Form einer in die Grundfläche 12 eingeschrauben Schraube aufliegen kann und mit einem Gegenkontakt 22 zusammenarbeitet. Die Schrauben 21 halten auch die die Stützlager 19 in Form von abgebogenen Lappen tragende Stützlagerbrücke 23 in der Ausnehmung 14 fest. Die drei Stützlager 19 sind über Justierschrauben 24 einstellbar.
  • Die Gegenkontakte ragen von der Seite her halb über die Schnappfederabschnitte hinweg und besitzen einen abgebogenen Abschnitt, der durch Schlitze 25 in der Grundfläche des Schaltersockels 26 hindurchragt und an dem aus der Grundfläche hervorstehenden Teil die Flachsteckzunge 27 eines Flachsteckanschlusses (AMP-Anschluß) bildet. Die Stronzuführung zu der Schnappf eder 16 und damit zu den Kontakten 20 erfolgt über die Stützlager 19. Zu diesen Zwecke ist auch die Stützlagerbrücke 23 mit einer Flachsteckzunge 28 versehen (siehe Fig. 3).
  • Auf einer äußeren Schulter des Randes 13 des Schaltersockels 26 stützt sich ein flach.Effiförmiger Deckelteil 29 ab. Sein äußerer umlaufender Rand 30 ragt über den Schaltersockel vor und der flache Bodenabschnitt 31 hat eine relativ flache mittlere Erhebung.
  • Im Randbereich dieses Bodenabschnittes stützt sich im Inneren ein Bimetall 32 abS das eine schwache Wölbung hat, die von dem Bodenabseknitt 31 hinweggerichtet ist.
  • Die WUlbang braucht nicht so stark zu sein, wie sie dargestellt ist, eo sollte nar eine eindeutige Auslenkungsrichtung des Bimetalle 32 sichergestellt sein. Das Bimetall dessen Grundform im folgenden noch erläutert wird, hat ein Mittelloch 33, durch das ein isolierendes Druckstück 34 hindurchragt und dort durch Einpressen festgehalten ist. Das Druckstück 34 wirkt auf das Ende einer Justierschraube 35 ein, die durch den Mittelbereich der Schnappfeder 16 hindurchragt und in eine an der Schnappfeder 16 durch Anpunkten befestigte Mutter 36 eingeschraubt ist.
  • Das bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 verwendete Bimetall 32 ist in Fig. 4 dargestellt. Es hat eine im wesentlichen gleichwinklig dreieckige Gestalt mit stark abgerundeten Ecken, wodurch es am äußeren Randbereich des Bodenabschnitts 31 des Deckelteils 29 an drei Punkten seines äußeren Umfanges aufliegt, während der Mittelabschnitt im relativ dichten Abstand zu dem Bodenabschnitt 31 parallel und damit auch zur Schnappf eder parallel verläuft. Diese Form des Bimetalls hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, weil es aus im folgenden noch erläuterten Gründen eine optimale Ausdehungskraft beim optimalen Ausdehnungsweg liefert und ferner gegen Verziehen bei Qr Erwärmung unempfindlich ist. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß Bimetalle sich in zwei aufeinander senkrecht stehenden Richtungen ihrer Ebene unterschiedlich stark ausbiegen. Dies hängt mit der Herstellung durch Walzen zusammen und führt dazu, daß sich eine Bimetallscheibe schräg verzieht. Dies macht bei einem dreieckigen Bimetall keine Schwierigkeiten, weil es durch seine drei Auflagepunkte stets eine definierte Lage einnimmt.
  • Das gleiche gilt für das Bimetall 32a nach Fig. 5, das der Form eines dreistrahligen Sterns angenähert ist (ebenfalls mit stark abgerundeten Ecken). Diese Form ermöglicht einen größeren Ausbeulweg senkrecht zur Ebene, bringt jedoch die geringere Kraft und Steifigkeit auf.
  • Dagegen ist mit den kreisrunden Bimetallen 32b nach Fig. 6 die größte Kraft bei kleinstem Weg zu erreichen.
  • Hier ist jedoch, sofern nicht besondere Maßnahmen ergriffen werden, damit zu rechnen, daß sich das Bimetall 32b bei Erwärmung nicht gleichmäßig ausbeult, sondern daß der ringförmige Umfangsbereich sich so verformt, daß er nicht mehr plan auf einer Ebene aufliegt. Hier müßte man also beispielsweise durch Anordnung von drei Sicken im Bodenabschnitt 31 für eine definierte Auflage sorgen.
  • Das gleiche gilt für das rechteckige Bimetall 32c nach Fig. 7. Hier ist es jedoch möglich, die Walzrichtung so zu legen, daß sich der Verzug nicht störend auswirkt.
  • Bei dieser Ausführung sind umso größere Kräfte bei kleineren Wegen zu erreichen, je gewölbter die Bimetallform ist und je mehr sie sich einem Quadrat annähert, während ein schmaler Streifen, der nicht mehr räumlich (beispielsweise sphärisch), sondern nur noch in einer Ebene gewölbt ist, die geringsten Kräfte ergibt. Trotzdem sind seine Kräfte noch größer als bei den eingangs beschriebenen Bimetallen.
  • Die Ausführungsformen nach den Fig. 4 und 7 haben den Vorteil, daß sie sich aus dem Bimetallmaterial nahezu ohne Verschnitt ausstanzen lassen. Für Fig. 5 gilt dies ebenfalls weitgehend. Bei allen Bimetallen ist der Vorteil vorhanden, daß der temperatureqXindliche Schalter sehr einfach von einem "Öffner'f, bei dem die Kontakte normalerweise geschlossen und durch Temperatureinwirkung geöffnet werden, in einen "Schließer" mit umgekehrter Arbeitsweise zu ändern ist, indem einfaeh das Bimetall in um 1800 verdrehter Lage in das Stanzwerkzeug, das für die sphärische Formung sorgt, eingelegt wird.
  • Die Erfindung ermöglicht es also, einen sehr kleinen und kompakten temperaturempfindlichen Schalter auf zu bauen, bei dem das Bimetall sehr erhebliche Kräfte aufbringen kann. Dadurch ist es möglich, sehr präzise arbeitende Schnappschalter zu verwenden, die teilweise erhebliche Schaltkräfte bis zu einem Kilopond benötigen.
  • Durch die Parallelanordnung von Bimetall und Schnappfeder wird nicht nur eine kurze und problemlose Kraftübertragung (über das Druckstück 34) gewährleistet, sondern auch die Möglichkeit geschaffen, Mehrfachschnappschalter wie den dargestellten Dreifachechnappechalter anzuwenden.
  • Es ist möglich, auch Schnappschalter mit noch mehr unabhängig schaltenden Schaltkontakten herzustellen. Eine solche Ausführung ist in der deutschen Patentanmeldung P 25 08 241.1 vom 26. Februar 1975 beschrieben. Es ist jedoch auch möglich, andere Schnappschalter einzusetzen, wie beispielsweise Doppelschnappschalter, wie sie in der DT-OS 24 22 684 beschrieben sind.
  • Es ist beschrieben worden, daß die Schnappf eder und damit sämtliche Schaltkontakte 20 eine gemeinsame Zuleitung über die Stützlagerbrücke 23 haben. Es ist jedoch auch möglich, die einzelnen Schnappfederabschnitte 17 der Schnappfeder 16 voneinander elektrisch zu isolieren, indem sie beispielsweise an ein isolierendes Mittelteil angenietet sind. Besonders bevorzugt ist dabei, daß die einzelnen Abachnitte vor und während ihrer Befestigung an diesem isolierenden Mittelteil noch zusammenhängen und erst später durch eine Stanzung voneinander getrennt werden. Damit ist eine sichere Positionierung möglich. Bei einer solchen Ausführung wäre dann auch die Stützlagerbrücke in verschiedene voneinander isolierte Bereiche aufgeteilt und über jedes Stützlager könnte ein gesonderter Pol angeschlossen werden. Damit wäre es möglich, nicht nur mit getrennten Abgängen, sondern auch mit getrennten Zugängen zu arbeiten, so daß mehrpolige Abschaltungen möglich sind.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform ist dies jedoch nicht möglich. Sie kann beispielsweise zur Temperaturregelung einer Waschmaschine eingesetzt werden, die drei verschiedene Temperaturstufen hat, die bei verschiedenen Waschprograinmen verwendet werden.
  • Ein vorteilhafter Einbau der Schaltvorrichtung 11 nach der Erfindung in einen Behälter, beispielsweise einen Waschmaschinenbehälter, geht aus Fig. 3 hervor. Die Behälterwandung 37 hat eine runde Öffnung, deren Rand in einen Schlitz eines Gummirings 38 eingreift, während der vorstehende Rand 30 des Deckelteils 29 in einem inneren Schlitz des Gummiringes liegt, der mit seiner inneren Offnung den Deckelteil 29 führt. Der im wesentlichen flache Bodenabschnitt 31 ist also dem Behälterinneren 39 zugekehrt und wird von der darin befindlichen Flüssigkeit bespült. Durch den geringen Abstand zwischen dem Bodenabschnitt und dem Bimetall 32 ist ein guter Fühlerzugriff gewährleistet. Die Ausstülpung im Bodenbereich sorgt für die ausreichende Versteifung gegen Innendruck, so daß die Wandstärke des Deckelteils sehr klein ausgeführt werden kann.

Claims (11)

  1. AnspriTche 1) Temperaturempfindliche Schalt- oder Regelvorrichtung mit einem Bimetall und einem Schnappschalter, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen kontinuierlich temperaturabhängige Auslenkung des Xittelbereichs des an wenigstens zwei Enden abgestützten Bimetalls (32, 32a, 32b, 32c) auf den Betätigungspunkt (35) des Schnappechaltere (15) übertragbar ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall (32) flächig ausgebildet ist und unter Temperatureinwirkung eine Beulung erfährt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall (32) an mehr als zwei Punkten in seinem Umfangsbereich abgestützt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall räumlich gewölbt vorgeformt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall (32) eine im wesentlichen dreieckige Gestalt mit vorzugsweise abgerundeten Ecken aufweist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall (32) ein mittleres Loch zur Führung eines Druckstücks (34) besitzt.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall (32) im wesentlichen psrallel zu der Schnappfeder (16) des Schnappschalters (15) angeordnet ist und über ein Druckstück (34) unmittelbar auf den fletätigtingspunkt des Schnappschalters (15) einwirkt.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Schnappschalter (15) mit einer Schnappfeder (16) mit zwei oder mehr unabhängig voneinander schaltenden Kontaktpaaren (20, 22) aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (17) der Schnappfeder (16), die die unabhängig voneinander schaltenden Kontaktpaare (20, 22) tragen, voneinander elektrisch isoliert sind und gesonderte Stronzuleitungen haben.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Isolierstoffsockel (26), dessen innere Ausnehmung (14) den Schnappschalter (15) aufnimmt, und einen hutformigen Deckelteil (29) aufweist, an dem sich das Bimetall (32) abstützt.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (29) einen Temperaturfuhler bildet, der in Behälterwandungen (36) einsetzbar ist.
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DE9100286U1 (de) * 1991-01-11 1991-04-04 Kalb, Ruth, 4750 Unna Sich zwischen der Kontaktzunge und der Bimetallscheibe eines Klein-Thermoschalters erstreckender Stößel

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