DE1590149C3 - Thermoschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermoschalter, insbesondere zur Befestigung am Motorblock eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse und einem darin befindlichen Bimetallstreifen, der in eine erste, entsprechend seinem festzulegenden Ende geformte Ausnehmung des Gehäuses eingesetzt und darin befestigt ist.

Bei derartigen Thermoschaltern besteht ein gewisses Problem in der Art der Einspannung des Bimetallstreifens. Diese Einspannung soll so gestaltet sein, daß eine gute Wärmeleitung von der Einspannstelle zum Bimetallstreifen gewährleistet ist. Außerdem soll sich aber diese Einspannung im Betrieb auch nicht lockern, eine Forderung, die besonders bei Stoffen mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten, bei häufigem Temperaturwechsel und starken Erschütterungen nur schwierig zu verwirklichen ist. Eine Nietverbindung beispielsweit se ist aus diesem Grund ungeeignet und kann im Betrieb nach einiger Zeit zu beträchtlichen Schältungenauigkeiten führen. Auch Ausprägungen des Bimetallstreifens, die federnd in einem Schlitz verankert sind, sind weniger geeignet, da solche Ausprägungen die Schalteigenschaften des Bimetallstreifens in unkontrollierbarer Weise beeinflussen. Auch ein Einquetschen des Bimetallstreifens in ein Halteglied ist oftmals nicht geeignet, da hierdurch wiederum die Schalteigenschaften beeinflußt werden und da das Material des Haltegliedes hierfür in manchen Fällen ungeeignet ist bzw. nach einiger Zeit die Quetschstelle durch Temperaturwechsel und Erschütterungen wieder gelockert wird.

Aus der US-PS 2 671 143 ist schließlich eine Lösung bekanntgeworden, bei der der Bimetallstreifen in einen Schlitz am Bpden des Schaltergehäuses eingesetzt und dort verschweißt bzw. verlötet ist. Eine solche Befestigung ist einerseits sehr zeitaufwendig und sie ist andererseits wegen der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Gehäuse und dem Bimetallstreifen unzuverlässig, da sie auf Grund der häufigen Temperaturwechsel und der starken Erschütterungen, denen der Thermoschalter am Motorblock eines Kraftfahrzeuges ausgesetzt ist, stark beansprucht wird.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Thermoschalter zu schaffen, der eine einfach herzustellende, gegen Erschütterungen und Temperaturwechsel widerstandsfähige Einspannstelle für den Bimetallstreifen aufweist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur einseitigen Einspannung des Bimetallstreifens mindestens eine zweite, sich zur ersten Ausnehmung hin öffnende Ausnehmung des Gehäuses zur Aufnahme eines Federelementes vorgesehen ist, das sich mit Vorspannung gegen das einzuspannende Ende des Bimetallstreifens anlegt und dieses zugleich seitlich gegen das Gehäuse drückt. Für ein solches Federelement wird mit besonderem Vorteil ein Spannstift verwendet, wie er für eine kraft- und formschlüssige Verbindung von Maschinenelementen an sich bekannt und in dem deutschen Normblatt DIN 1481 beschrieben ist. Ein solcher Spannstift wird bei der erfindungsgemäßen Lösung Iediglich für ein kraftschlüssiges Einspannen des Bimetallstreifens verwendet, da er auf kleinstem Raum eine große Kraft erzeugt, die von der Temperatur im wesentlichen unabhängig ist. Außerdem ist er billig und leicht zu montieren. Je nach Breite des eingespannten Endes des Bimetallstreifens wird man einen oder mehrere dieser Spannstifte verwenden.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Thermoschalter im Längsschnitt,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-Il in F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III-lll in F i g. 2,

Fig.4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Thermoschalter? mit zwei isolierten Anschlußkontakten,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4 und

•Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI der F i g. 5.

Für gleiche oder gleichwirkende Teile werden in der Beschreibung durchgehend die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Der in F i g. 1 dargestellte Thermoschalter hat ein Gehäuse, das als becherartiges Formstück 10 ausgebildet und mit einer seitlichen Befestigungslasche 11 versehen ist, die z, B. zur Befestigung an und Wärmeübertragung von einem (nicht dargestellten) Motorblock dienen kann.

Wie F i g. 2 am deutlichsten zeigt, hat das Formstück 10 drei stufenartig ineinander übergehende Ausnehmungen von jeweils etwa kreisförmigem Querschnitt, und zwar eine Ausnehmung 12, die sich an den Boden 13 des Formstückes 10 anschließt, daran anschließend eine Ausnehmung 14 größeren Durchmessers, und an diese anschließend eine Ausnehmung 15 noch größeren Durchmessers, die zur Aufnahme eines Isolierstückes 16 dient. Dieses Isolierstück trägt zwei Kontaktfahnen 17,18, in die jeweils eine Kontaktschraube 19, 20 eingeschraubt ist, jede Kontaktschraube ist durch eine mit je einem Plastikstopfen 23, 24 verschließbare Öffnung des Formstücks 10 zugänglich und kann somit leicht justiert werden.

Wie F i g. 3 zeigt, hat die Ausnehmung 12 keinen völlig kreisförmigen Querschnitt, sondern weist zwei parallel zueinander verlaufende Wände 25, 25' auf, die in den kreisförmigen Teil 12 übergehen. In diesen beiden Wänden ist je eine Längsnut 26, 26' vorgesehen, die von oben nach unten schmäler wird und sich bis in den Boden 13 hinein erstreckt, wie das in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist. Wie aus F i g. 3 hervorgeht, hat jede dieser Längsnuten 26,26' trapezförmigen Querschnitt.

Im Boden 13 ist außerdem eine schlitzartige Ausnehmung 27 vorgesehen, die die Längsnuten 26 und 26' miteinander verbindet. Sie dient zur Aufnahme des einzuspannenden Endes 28 eines Bimetallstreifens 29, der an seinem freien Ende 30 einen Kontakt 33 trägt. Das einzuspannende Ende 28 ist so breit, daß es nur längs der in F i g. 3 unteren Seite der trapezförmigen Längsnuten 26, 26' eingeführt werden kann und bei Verschiebung nach oben seitlich eingespannt wird.

Weiterhin sind im Boden 13 zwei im wesentlichen zylindrische Ausnehmungen 34, 35 vorgesehen, die sich zur schlitzartigen Ausnehmung 27 hin öffnen. In diese Ausnehmungen 34, 35 ist je ein Spannstift 36, 37 so eingesetzt, daß seine durch das Einspannen erzeugte Federkraft auf das einzuspannende Teil 28 des Birnetallstreifens 29 wirkt und dieses unverrückbar festhält, wobei gleichzeitig durch die trapezförmige Ausbildung der Längsnuten 26,26' das einzuspannende Teil 28 auch seitlich eingespannt wird.

Der Thermoschalter ist sehr leicht zu montieren. Zunächst wird in das becherartige Formstück 10, das vorzugsweise ein Druckgußteil ist, über die Nuten 26, 26' der Bimetallstreifen 29 bis in die schlitzartige Ausnehmung 27 eingeschoben. Dann werden die Spannstifte 36, 37 eingesetzt, und zwar so, daß sie mit Vorspannung gegen das Ende 28 des Bimetallstreifens 29 anliegen. Dadurch ist dieses Ende im Formstück 10 fest verankert.

Nunmehr wird in die oberste Ausnehmung 15 das Isolierstück 16 mit den Kontaktfahnen 17,18 eingesetzt und durch Umbördeln der obersten Ränder der Ausnehmung 15 in der dargestellten Weise befestigt. Diese Art der Befestigung ist vor allem wegen des staubdichten Verschlusses sehr vorteilhaft.

Vor dem Einsetzen der Stopfen 23, 24 werden die Kontaktschrauben 19, 20 bei den entsprechenden Temperaturen justiert und mit einer Kittmasse plombiert. Dann werden die Plastikstopfen 23, 24 eingesetzt und mit einem Dichtmittel abgedichtet.

Der Bimetallstreifen 29 ist so ausgebildet, daß er sich bei Erwärmung nach links biegt. Für einen Kühlwasserthermostaten bleibt beispielsweise die Verbindung vom Kontakt 33 (Masse) zur Kontaktschraube 19 bis zu 50° erhalten. Dann öffnet diese Verbindung, und bei 110°C wird eine Verbindung vom Kontakt 33 zur linken Kontaktschraube 24 hergestellt.

Während bei dem in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Thermoschalter der Kontakt 33 über das becherartige Formstück 10 mit Masse verbunden ist, ist bei dem Thermoschalter nach den F i g. 4 bis 6 eine gegen Masse isolierte Verbindung zwischen den Kontaktfahnen 17, 18 möglich. Zu diesem Zweck ist an das gehäuseinnere Ende der Kontaktfahne 17 ein Draht 40 angeschweißt, der zu einem isoliert in den Bimetallstreifen 29 eingenieteten Kontakt 41 führt. In der rechten Kontaktfahne 18 ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel die Kontaktschraube 19 eingeschraubt, die mit dem Kontakt 41 zusammenarbeitet. Der weitere Aufbau des Schalters, insbesondere die Befestigung des Bimetallstreifens 29, ist wie ersichtlich gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig.4 bis 6 biegt sich der Bimetallstreifen 29 bei Erwärmung nach links, bezogen auf F i g. 4. Die Kontaktschraube 19 wird beispielsweise so eingestellt, daß der Kontakt 41 beim Absinken der Temperatur unter 0⁰C die Kontaktschraube 19 berührt und damit eine leitende Verbindung von der Kontaktfahne 17 zur Kontaktfahne 18 herstellt, wobei diese Verbindung gegen Masse isoliert ist.

Der Thermoschalter nach den F i g. 4 bis 6 kann z. B. am vorderen Teil des Chassis eines Kraftfahrzeuges montiert werden, so daß er beim Auftreten von Minusgraden (Glatteis) schließt und ein Dauerwarnsignal am Armaturenbrett einschaltet.

Die beschriebenen Thermoschalter sind sehr einfach und billig herzustellen, dabei jedoch robust und gegen häufige Temperaturschwankungen und Erschütterungen unempfindlich, so daß sie mit Vorteil im rauhen Kraftfahrzeugbetrieb eingesetzt werden können.

Selbstverständlich kann die gleiche Art der Befestigung auch bei Thermoschaltern angewendet werden, die durch eine elektrische Widerstandwicklung erwärmt werden, oder bei Bimetallstreifen, bei denen durch eine eingeprägte Kalotte in bekannter Weise eine Schnappschaltwirkung erzielt wird. Diese und andere Modifikationen sind im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   L Thermoschalter, insbesondere zur Befestigung am Motorblock eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse und einem darin befindlichen Bimetallstreifen, der in eine erste, entsprechend seinem festzulegenden Ende geformte Ausnehmung des Gehäuses eingesetzt und darin befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur einseitigen Einspannung des Bimetallstreifens (29) mindestens eine zweite, sich zur ersten Ausnehmung (27) hin öffnende Ausnehmung (34, 35) des Gehäuses zur Aufnahme eines Federelements (36, 37) vorgesehen ist, das sich mit Vorspannung gegen das einzuspannende Ende (28) des Bimetallstreifens (29) anlegt und dieses zugleich seitlich gegen das Gehäuse drückt.
2. 2. Thermoschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingespannte Ende (28) des Bimetallstreifens (29) verbreitert ist.
3. 3. Thermoschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Federelement Spannstifte (36 37), z. B. von der in DIN 1481 gekennzeichneten Art, vorgesehen sind.
4. 4. Thermoschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Bimetallstreifens (29) das Gehäuse als becherartiges Formstück (10) ausgebildet ist, in dessen Boden (13) die Ausnehmungen (27, 34, 35) zur Aufnahme des Bimetallstreifens (29) und des Federelements (36,37) vorgesehen sind.
5. 5. Thermoschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand (12) des becherartigen Formstücks (10) mindestens eine Längsnut (26, 26') mit trapezförmigem Querschnitt für den Bimetallstreifen (29) vorgesehen ist, die bis in die Ausnehmung (34,35) reicht.
6. 6. Thermoschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung (27) für den Bimetallstreifen (29) in Richtung zu ihrer von der Ausnehmung (34, 35) für das Federelement (36,37) angewandten Seite hin verkleinert und dort kürzer ist als die Breite des eingespannten Endes (28) des Bimetallstreifens (29).
7. 7. Thermoschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am offenen Ende (15) des becherartigen Formstückes (10) ein mindestens einen Kontakt (19,20) tragendes Isolierstück (16) eingesetzt ist und daß dieser Kontakt mit einem am freien Ende (30) des Bimetallstreifens (29) angebrachten Kontakt (33; 41) zusammenarbeitet.
8. 8. Thermoschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Isolierstück (16) getragene Kontakt (19, 20) einstellbar und über eine — vorzugsweise mit Stopfen (23, 24) verschließbare — öffnung im becherartigen Formstück (10) zugänglich ist.
9. 9. Thermoschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das becherartige Formstück (10) ein Druckgußteil ist.