DE1153815B - Thermoelektrischer Schnappschalter mit dehnbarem Spannglied - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen thermoelektrischen Schnappschalter mit einem durch den Strom dehnbaren Spannglied, das an einer Platte aus federndem Material beidseitig nahe der Peripherie der Platte befestigt ist und bei seinem Zusammenziehen die Platte unter Einschalten eines beweglichen Kontaktes um eine etwa quer zur Zugrichtung liegende Achse verformt, während die Platte bei Ausdehnung des Spanngliedes infolge Nachlassens der Zugspannung in ihren Eigenspannungs- bzw. Ausschaltzustand umschnappt.

Es sind bereits thermische Schnappschalter bekannt, bei denen eine flache Platte oder Blattfeder eine vorgegebene Biegung aufweist, so daß die Platte einen flach V-förmigen Querschnitt hat, bei dem die Biegelinie den Scheitel des V bildet. Unter der Wirkung einer wachsenden Biegekraft auf die Platte in einer Richtung, die unter einem Winkel, z. B. rechtwinklig zu der ursprünglichen Biegung verläuft, verflacht sich erst die Platte im Mittelteil und schnappt dann bei Erreichen einer bestimmten Größe der Biegekraft um. Bei Aufhören der Biegekraft schnappt die Platte in die ursprüngliche V-Form zurück. Als Biegekraft wird dabei häufig die Spannung eines bei Erwärmung seine Länge ändernden, an gegenüberliegenden Kanten der Platte angreifenden, in einen Stromkreis eingeschalteten Widerstandsdrahtes verwendet.

Solche Schalter arbeiten befriedigend, wenn eine verhältnismäßig hohe Biegekraft zur Verfügung steht und wenn nur eine relativ geringe Anzahl von Schaltleistungen verlangt wird. Denn es hat sich gezeigt, daß bei höheren Schaltzahlen Ermüdungserscheinungen auftreten, wodurch sich die Größe des zum Umschnappen erforderlichen Druckes ändert.

Es ist ferner bei solchen Schnappschaltern bekannt, in der federnden Platte in Richtung des Spanngliedes verlaufende Verformungen, z. B. Einprägungen vorzusehen, die aber nahe den Rändern und in der Mitte der Platte fortgelassen sind, so daß diese Stellen biegsamer sind als die durch die Einprägungen versteiften Stellen und die Biegung der Platte durch das Spannglied in diesen von den Einprägungen freien Zonen erfolgt, wodurch sie besser gegen Dauerbruch geschützt sind.

Bei diesen bekannten Schnappschaltern ist aber der bewegliche Kontakt auf der Platte selbst, und zwar an der Stelle angebracht, wo diese starker Biegebeanspruchung ausgesetzt ist, insbesondere in deren Mittelpunkt. Dadurch wird die Elastizität der Platte an dieser Stelle wieder herabgesetzt. Eine solche Versteifung eines Teiles der Mittelzone hat die Thermoelektrischer Schnappschalter
mit dehnbarem Spannglied

Anmelder:

Signal-Stat Corporation,
Brooklyn, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. G. W. Lotterhos

und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Annastr. 19

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. August 1953 (Nr. 374 976)

James W. Welsh, Summit, N. J. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Folge, daß an dieser Stelle doch wieder erhöhte Bruchgefahr auftritt und daß ferner erheblich größere Biegekräfte erforderlich sind, um die Platte zum Umschnappen zu bringen. Letzteres bedeutet aber, daß das Spannglied verstärkt werden muß, um seine Arbeit leisten zu können, und daß es sich infolgedessen auch relativ langsam erwärmt und abkühlt.

Hier schafft nun die Erfindung dadurch Abhilfe, daß erfindungsgemäß der bewegliche Kontakt zentral auf dem Spannglied angebracht ist und eine Randzone der Platte, die zwischen der Zugrichtung des Spanngliedes und der Verformungsachse der Platte bei Zugbeanspruchung liegt, zur Befestigung und zweiten Stromzuführung dient.

Die Anordnung des beweglichen Kontaktes auf dem Spannglied ermöglicht die Verwendung eines dünneren, sich schneller erwärmenden und abkühlenden Spanngliedes, wodurch die Schaltgeschwindigkeit und im Falle der Verwendung des Schalters als Blinkgeber die Blinkfrequenz erheblich erhöht wird. Wesentlich für die Erfindung ist aber auch in Verbindung mit der Anordnung des beweglichen Kontaktes auf dem Spannglied die besondere Art der Halte-

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rung der Schnappplatte. Dadurch, daß die Befesti- und damit die Scheitellinie der nach unten gewölbgung des Halterungsbügels an einer Randzone der ten Platte darstellt.

Platte erfolgt, die zwischen der Zugrichtung des Wie aus den Figuren erkennbar ist, sind die Spannglieds und der Verformungsachse der Platte Ecken 22 der Platte abwärts gebogen, d. h. in der bei Zugbeanspruchung liegt, wird ein besonders gro- 5 Richtung, in welcher sich die Mittelzone E^E¹ der

ßer Schaltweg für den auf dem Spannglied angeord- Platte unter Zugspannung vorwölbt. Dadurch wird

neten Kontakt erzielt. Die Platte wird dann bei ihren erreicht, daß auch in gespanntem Zustande, wenn

Schnappbewegungen um diesen Befestigungspunkt die Platte nach unten durchgewölbt ist, die Enden

als Gelenkpunkt geschwenkt. des Spanngliedes immer großflächig fest an der

Vorteilhaft weist die Platte in an sich bekannter io Platte anliegen und keine Gefahr besteht, daß die

Weise eine in Richtung des Zugstreifens verlaufende, Befestigungsstellen 31 sich lockern, da ein Teil der

mittig unterbrochene Verformung auf und ist recht- Zugkraft durch die Wölbung der Plattenoberfläche

eckig ausgebildet, so daß die Verfonnungsacb.se der abgefangen wird. Die Anbringung des Spanngliedes

Platte bei Zugbeanspruchung zu gegenüberliegenden erfolgt am besten auf die Weise, daß die vorgeformte

Ecken beiderseits des die beiden anderen Ecken ver- 15 Platte längs der Diagonalen E¹S¹ als Scheitel gebo-

bindenden Spanngliedes verläuft und ist auch der gen und dann der Spanndraht oder das Spannband

den Festkontakt tragende, mehrfach abgewinkelte bei 31 durch Punktschweißung an der Platte be-

Plattenträger nahe der einen Längsseite der Platte festigt wird.

befestigt. Auch ist es zweckmäßig, wenn die in Ver- Fig. 3 zeigt den fertigen Schnappschalter nach der längerung der Einprägungen liegenden Ecken der 20 Erfindung mit dem Plattenträger 40. Dieser Platten-Platte, an denen das Spannglied befestigt ist, in der träger ist ein mehrfach abgewinkelter Bügel, der ergleichen Richtung abgebogen sind, in welcher sich findungsgemäß in einer Randzone der Platte, die die Mittelzone der Platte unter Zugspannung vor- zwischen der Zugrichtung des Spanngliedes und der wölbt. Verformungsachse E^E¹ der Platte bei Zugbean-Nachstehend wird die Erfindung an Hand der 25 spruchung liegt, im Punkte 41 nahe dem Platten-Zeichnung näher beschrieben, wobei die Vorteile rande durch Punktschweißung befestigt ist. Er dient der Zeichnung noch deutlicher erkennbar werden. zugleich zur zweiten Stromzuführung zur Platte.
Es stellt dar Die Fig. 4 zeigt schematisch die Lage der Gelenk-Fig. 1 die Schnappplatte des Schalters nach der Er- punkte bei einer mit mittig unterbrochenen Einpräfindung in perspektivischer Darstellung in der Ruhe- 30 gungen oder Aufwölbungen versehenen Platte 20, die lage, jedoch ohne Befestigungsbügel, durch das Spannglied 30 gebogen wird. Während bei Fig. 2 die Platte nach Fig. 1 in gespanntem Zu- Schnappplatten mit einer durchgehenden V-förmigen stand, Vorverformung im wesentlichen nur ein einziger, in der Fig. 3 die Platte nach Fig. 1 mit Befestigungs- Mitte der Scheitellinie der Vorverformung liegender bügel, 35 Gelenkpunkt vorhanden ist, um den die Platte bei Fig. 4 eine schematische Darstellung der Lage der an den Enden dieser Scheitellinie angreifenden Biegepunkte bei einer mit Einprägungen versehenen Biegekräften umschnappt, sind hier im wesentlichen Platte, zwei Gelenkpunkte vorhanden, die an den inneren Fig. 5 die wirksame Lage eines zusätzlichen Ge- Enden der Wölbungen 25 auftreten und deren Lage lenkpunktes bei der erfindungsgemäßen Halterung der 40 durch die Pfeile 28 angedeutet ist. Wird nun, wie es Platte. bei der Erfindung vorgesehen und in Fig. 3 dar-Wie Fig. 1 zeigt, ist die rechteckige Platte 20 aus gestellt ist, der zur Befestigung der Platte dienende federndem Material längs ihrer einen Diagonale Halter 40 nahe der einen Längsseite der Platte an 21-21 mit an sich bei thermischen Schnappschaltern einer zwischen der Zugrichtung des Spanngliedes bekannten Verformungen in Gestalt von Aufwöl- 45 und der Verformungsachse der Platte bei Zugbeanbungen25 versehen, die mittig unterbrochen sind spruchung liegenden Stelle 41 angebracht, dann be- und auch nur bis in die Nähe der Plattenecken wirkt dies eine Lage des wirksamen freien Gelenkreichen. Die Fläche der Platte ist zu beiden Seiten punktes für die Plattenhalterung, die für das Verdieser Aufwölbungen leicht nach unten gebogen, so halten der Schnappplatte besonders günstig ist. Wie daß sie in diesen Zonen die Form eines umgekehrten 50 in Fig. 5 durch die Pfeile 29 angedeutet ist, ergibt V mit den Aufwölbungen als Scheitel hat, während die Halterung in einem dieser Punkte ein zusätzlich die von den Wölbungen freien Zonen fast eben sind. wirksames Gelenk, da die Versteifung durch die An den Plattenecken 22 ist in den Punkten 31 ein Rippe 25 hier in ihrer Wirkung endet. Sieht man die Spannglied 30 z. B. durch Punktschweißung befestigt, Plattenrippen 25 und das Spannglied 30 als Hebeldas aus einem Draht oder Band besteht, und das 55 system an, dann erkennt man, daß eine verhältnissich bei Erwärmung in seiner Längsrichtung aus- mäßig geringe Längenänderung des unter Zug stedehnt. Dies Spannglied 30 trägt in seiner Mitte den henden Spanngliedes 30 an den Punkten 31 eine verbeweglichen Kontakt 55. Es ist so bemessen, daß es hältnismäßig große Bewegung des Mittelpunktes 55 in thermisch ausgedehntem Zustande, z. B. infolge des Spanngliedes herbeiführt, sobald die Verfor-Stromdurchgangs durch dasselbe, keine Zugspan- 60 mungsachsen wechseln. Bei Erkalten des Spannglienung auf die Ecken 22 der Platte 20 ausübt, so daß des wird der Kontakt 55 sprunghaft entsprechend diese ihre vorgeformte V-Form entlang der Linie hoch gegen einen Gegenkontakt gehoben, der bei-21-21 annimmt. Erkaltet das Spannglied, dann übt spielsweise isoliert auf dem Trägerbügel 40 angees eine steigende Zugwirkung auf die Plattenecken 22 bracht ist, weil die Platte um die neue Verformungsaus und bringt die Platte zum Umschnappen, derart, 65 linie ZJ¹-!?¹ einknickt. Entsprechend werden bei Erdaß sie nun eine dazu etwa senkrechte konkave hitzen des Spanngliedes in einem bestimmten Augen-Biegung symmetrisch zur Linie E^-E¹ der Fig. 2 er- blick die Kontakte sprunghaft um einen relativ grohält, wobei diese Linie die neue Verformungsachse ßen Betrag geöffnet, weil das Spannglied bei Über-

wiegen der Plattenspannung in eine Stellung nahe der jetzt wirksamen Verformungsachse 21-21 bzw. 25-25 nach unten schnellt.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Thermoelektrischer Schnappschalter mit einem durch den Strom dehnbaren Spannglied, das an einer Platte aus federndem Material beidseitig nahe der Peripherie der Platte befestigt ist und bei seinem Zusammenziehen die Platte unter Einschaltung eines beweglichen Kontaktes um eine quer zur Zugrichtung liegende Achse verformt, während die Platte bei Ausdehnung des Spanngliedes infolge Nachlassens der Zugspannung in ihren Eigenspannungs- bzw. Ausschaltzustand umschnappt, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt zentral auf dem Spannglied angebracht ist und eine Randzone der Platte, die zwischen der Zugrichtung des Spanngliedes und der Verformungsachse der Platte bei Zugbeanspruchung liegt, zur Befestigung und zweiten Stromzuführung dient.

2. Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte, die eine in an sich bekannter Weise in Richtung des Zugstreifens verlaufende, mittig unterbrochene Verformung aufweist, rechteckig ausgebildet ist, so daß die Verformungsachse der Platte bei Zugbeanspruchung zu gegenüberliegenden Ecken beiderseits des die beiden anderen Ecken verbindenden Spanngliedes verläuft, und daß der auch den ίο Festkontakt tragende, mehrfach abgewinkelte Plattenträger nahe der einen Längsseite der Platte befestigt ist.

3. Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Verlängerung der Einprägungen liegenden Ecken der Platte, an denen das Spannglied befestigt ist, in der gleichen Richtung abgebogen sind, in welcher sich die Mittelzone der Platte unter Zugspannung vorwölbt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 615 106.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen