DE1765215C3 - Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Schalter - Google Patents
Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen SchalterInfo
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Description
sehr lang bauen und es ist zu bezweifeln, daß mit der direkten Einwirkung des Ausdehnungsstabes auf einen
nicht als Schnappschalter ausgebildeten Schalter die notwendigen Ausdehnungswege zu erzielen sind.
Ferner wirken sich alle Spiele oder Totwege unmittelbar auf die Schaltgenauigkeit aus.
Aus der US-PS 33 20 384 ist ebenfalls eine Betätigungsvorrichtung bekanntgeworden, die aus einem mit
ge eines schleichend kontaktgebenden Schalters einwirkt.
Aus diesem Grunde ist es auch hier zu bezweifeln, ob die ausreichenden Ausdehnungswege in vernünfti
gen Temperaturbereichen zu erzielen sind. Auf jeden 65 über einen Schnappschalter, der im Druckpunkt einen
Fall müßte aber zu diesem Zweck der Ausdehnungsstab sehr lang sein, wodurch sich eine raumaufwendige
Schalterkonstruktion ergibt. Ferner ist kein vollständi-Schaliweg
von etwa '/ioo mm hat, die Energiezufuhr zwischen kleinsten Leistungen von wenigen Watt und
der Volleistung mit kleinen Schaltintervallen zu
quanteln. In diesem Fall ist die Anordnung so getroffen,
daß der Ausdehnungsstab beim Beheizen den Zwischenhebel gleichsinnig mit dem Schalthebel im Ausschaltsinn
schwenkt. Durch gegensinniges Ausschwenken des Zwischenhebels kann man besonders große Schaltintervalle
erzielen,
Die Betätigungsvorrichtung kann auch in Verbindung mit einer gegen den Schalthebel einstellbaren Justierschraube
auf eine einen elektrischen Schalter in Ein- oder Ausschattstellung haltende Sperrklinke einwirken
und als Zeitschalter für in einer gewünschten Reihenfolge auszulösende Steuervorgänge verwendet werden.
Durch die kraftschlüssige Anlage zwischen Schalthebel, Zwischenhebel und Ausdehnungsstab werden auch
die minimalen Verschiebungen ausgeschaltet, die an jedem Lagerungs- oder Angriffspunkt auftreten würden,
wenn diese sich bei jedem Lastspiel eine neue Lage suchen wurden. Bei einem kräftemäßigen Rückschluß
über das Gehäuse würden sich auch von dort her Störeinflüsse, beispielsweise thermischer Art, bemerkbar
machen. Bei der Erfindung handelt es sich dagegen um ein kräftemäßig geschlossenes System, das vormontiert
und als Ganzes eingebaut werden kann. Durch die kraftschlüssige Anlage aller Teile aneinander erhält das
gesamte System eine Vorspannung, die alle Verbindungspunkte stets definiert in eine Richtung druckt. Bei
Lastwechseln od. dgl. können daher keine Verschiebungen auftreten, so daß auch die geringste Ausdehnung
unter allen Bedingungen eine entsprechende Einwirkung auf den Schnappschalter ergibt.
Durch die Parallelanordnung des Ausdehnungsstabes zu dem Schalthebel ergibt sich ferner ein sehr
raumsparendes System. Es war nicht vorhersehbar, daß sich diese zahlreichen Forderungen mit einem einzigen
Übertragungssystem erfüllen lassen würden.
Der Ausdehnungsstab kann zwischen einem von dem Schalthebel im rechten Winkel ausgehenden Widerlager
und einem dazu parallelen Teil des Zwischenhebels als Druckstab eingebaut sein. Er kann aber auch an
einem von dem Schalthebel im rechten Winkel abgehenden Widerlager in Form eines sich von der
Schwenkachse weg erstreckenden hülsenförmigen Ausdehnungsstabes befestigt sein, der einen an seinem
freien Ende festen Zugstab aus einem Werkstoff geringer Wärmedehnung umgibt, der an einem zu dem
Widerlager parallelen Teil des Zwischenhebels angreift. Der Kraftschluß zwischen dem Ausdehnungsstab und
den beiden Hebeln kann in beiden Fällen auf einfache Weise durch eine Feder erzielt werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung vorwiegend schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Ausführungsform mit einem drückend wirkenden Ausdehnungsstab,
Fig.2 eine entsprechende Ausführungsform mit einem ziehend wirkenden Ausdehnungsstab,
Fig.3 eine andere Ausführungsform mit einem
ziehend wirkenden Ausdehnungsstab.
Ein Schalthebel 1 und ein Zwischenhebel 2 sind um die gleiche Achse 3 schwenkbar. Der Zwischenhebel 2 wirkt
auf ein Schnappsystem 4 eines elektrischen Schnappschalters, das vereinfacht durch eine an sich bekannte
Schaltfeder dargestellt ist, die an ihrem freien Ende einen mit einem Festkontakt 6 zusammenwirkenden
Schaltkontakt 5 trägt.
Beim Ausführungsbeispiel steht der Schalthebel 1 im rechten Winkel zu dem Schnappsystem 4 des Schnappschalters.
Demgemäß verläuft der auf den Schnappschalter einwirkende Hebelarm des Zwischenhebels 2
im rechten Winkel zu dem Schalthebel 1. Zwischen einem im rechten Winkel von dem Schalthebel 1
abgehenden Widerlager 7 und dem,dazu parallelen Arm S des Zwischenhebels 2 ist in kleinem Abstand von dem
Schalthebel 1 ein zu diesem pralleler Ausdehnungsstab 8 angeordnet, Durch eine Feder 9, die auch auf der
Schwenkachse 3 angebracht sein könnte, werden der Schalthebel 1 und der Zwischenhebel 2 mit dem
Ausdehnungsstab 8 in kraftschluß gehalten.
Der Ausdehnungsstab 8 hat einen aus einem Metall hoher Wärmedehnung bestehenden Kernstab 10, der
von einem Heizmantel 11 umgeben ist. Der Heizmantel 11, der im Haupt- oder im Nebenschluß liegen kann,
besteht aus einem Blech eines Widerstandsmaterials oder aus einer Drahtwicklung. Auf dem Stab 10 ist der
Heizmantel 11 an seinen Enden mittels Schellen 12 festgelegt, an welche die Stromzuführungsleitungen
angeschlossen sind. Die stirnseitigen Druckflächen des Kernstabes 10 sind mit eingesetzten Stahlkugeln 13
ausgerüstet, die in entsprechende Lagerpfannen des Widerlagers 7 und des Zwischenhebels 2 eingreifen.
Wird der Schalthebel 1 in Pfeilrichtung 15 um die Achse 3, beispielsweise durch ein temperaturempfindliches
Glied, wie eine Membran oder ein Bimetall, oder durch ein starres Stellglied, z. B. eine Kurvenscheibe
oder eine Spindel, verschwenkt, so schwingt der mit ihm in Kraftschluß gehaltene Zwischenhebel 2 im gleichen
Sinn aus, und zwar beim Ausführungsbeispiel im Ausschaltsinn für den Schnappschalter 4. Je nachdem,
ob der Heizstrom des Ausdehnungsstabes 8 eingeschaltet ist oder nicht, ist die Länge des Ausdehnungsstabes,
beispielsweise um etwa ιοΛοο mm verschieden. Das hat
zur Folge, daß der Zwischenhebel 2 beim Beheizen und Abkühlen des Ausdehnungsstabes 8 in einem geringen
Ausmaß seine Winkelstellung zum Schalthebel 1 ändert. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung bewirkt die
durch das Beheizen bedingte Auslängung des Ausdehnungsstabes ein Schwenken des Zwischenhebels im
Ausschaltsinn. Wenn also der Heizstrom für den Ausdehnungsstab mit dem Heizstrom des zu steuernden
Gerätes durch die Kontakte 5 und 6 des Schnappschalters aus- und eingeschaltet wird, so bewirkt der
Ausdehnungsstab nach dem ersten Ausschalten des Schnappschalters durch abwechselndes Ausdehnen und
Zusammenziehen ein intermittierendes Schalten und damit eine Quantelung der Stromzufuhr. Beim Ausführungsbeispiel
wird die Auslängung des Ausdehnungsstabes 8 durch den Hebel 2 mehrfach übersetzt auf den
Druckpunkt des Schnappschalters übertragen. Nimmt man eine dreifache Übersetzung an, so stehen für das
Schallen des Schnappschalters etwa 3%oo mm zur Verfügung, während der Schaltweg des Schnappschalters
im Druckpunkt nur etwa Vioo mm beträgt.
Entsprechend groß ist der Einstellbereich des Schalthebels 1, innerhalb dessen der Ausdehnungsstab 8 den
Schnappschalter betätigen kann.
Bringt man den Ausdehnungsstab 8 auf der anderen Seite des Schalthebels 1 an, so schwenkt der
Zwischenhebel 2 beim Beheizen des Ausdehnungsstabes entgegen der Pfeilrichtung 15. Das hat zur Folge, daß
nach dem ersten Abschalten des Schnappschalters der sich abkühlende Ausdehnungsstab weiterhin im Ausschaltsinn
wirkt und der Schalthebel 1 beträchtlich entgegen der Pfeilrichtung 15 zurückgeschwenkt
werden muß, damit der Heizstrom erneut eingeschaltet wird. Es ergeben sich also sehr große Schaltintervalle,
während bei der dargestellten gleichsinnigen Bewegung
des Zwischenhebels 2 beim Beheizen des Ausdehnungsstabes 8 kleine Schaltintervalle erzielt werden.
Bei der Ausführungsform Fig.2 ist auf einem in
Richtung vom Druckpunkt des Schnappschalters 4 weg im rechten Winkel von dem Schalthebel 1 abgehenden
Widerlager 17 ein sich von der Schwenkachse 3 weg erstreckender Ausdehnungsstab 18 befestigt. Der
Ausdehnungsstab 18 hat einen hülsenförniigen Kern 19 aus einem Werkstoff hoher Wärmedehnung mit einem
an Stromzuführungsleitung angeschlossenen Heizmantel 20, der in gleicher Weise wie der Heizmantel 11 beim
Ausführungsbeispiel Fig. 1 beschaffen sein kann. Die Ausdehnungshülse 19 umgibt einen Zugstab 21 aus
einem Werkstoff geringer Wärmedehnung, der an ihrem freien Ende befestigt ist. Der Zugstab durchsetzt
schiebbar das Widerlager 17 und einem dazu parallelen Hebelarm 22 des Zwischenhebels 2, an dem er mit
seinem Ende angreift. Zwischen dem Widerlager 17 und dem Hebelarm 22 ist eine den Zugstab 21 umgebende
Druckfeder 23 angeordnet, die den Zugstab mit dem Schalthebel 1 und dem Zwischcnhebel 2 in ständigem
Kraftschluß hält.
Bei dieser Ausführungsform liegen das Widerlager 17 und der von dem Heizstab beeinflußte Hebelarm 22
nahe beieinander. Es ist also nur ein kleiner Teil der von äußeren Einflüssen herrührenden Wärmedehnungen
des Schalthebels 1 wirksam. Der an das Widerlager 17 anschließende Teil des Schalthebels 1 kann gegebenenfalls
fortfallen, z. B. bei Benutzung als fest eingestellter Zeitschalter.
Auch beim Ausführungsbeispiel Fig.? ist der Fall
gezeigt, daß der Zwischenhebel 2 beim Beheizen des
ίο Ausdehnungsstabes 18 auf das Schnappsystem 4 des
Schnappschalter im Ausschaltsinn (Pfeilrichtung 15) um die Achse 3 schwenkt. Durch Anordnung des
Ausdehnungsstabes 18 auf der anderen Seite des Schalthebels 1 wird der Zwischenhebel 2 beim Beheizen
des Ausdehnungsstabes 18 im entgegengesetzten Sinn geschwenkt.
Die Ausführungsform Fig.3 unterscheidet sich von
der nach F i g. 2 lediglich dadurch, daß der Zwischenhebel 2 rechtwinklig abgebogen ist und hierdurch der
jo Schalthebel 1 und der Ausdehnungsstab 18 parallel zu dem Schnappsystem 4 liegen. Diese Anordnung kann in
bestimmten Fällen raumsparend sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1.-Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen
Schalter mit einem schwenkbar gelagerten Schalthebel und einem über die Schaltkontakte elektrisch
beheizten Ausdehnungsstab, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schalthebel (1) und ein auf den Schnappschalter (4) unmittelbar einwirkender Zwiger
Kraftschluß vorhanden, so daß der Schalter keine unmittelbar reproduzierbaren Schaltwerte liefert.
Es ist ferner aus dem DT-Gbni 18 40 504 ein winkliger Zwischenhebel bekanntgeworden, der dazu dient, die
Wirkungsebene eines Bimetalls so legen zu können, daß der Schalter unter 90° dazu angeordnet werden kann.
Diese Anordnung hat alle Nachteile eines Bimetall-Ausdehnungselementes, die durch die vorliegende Erfindung
gerade vermieden werden sollen. Bimetalle
schenhebel (2) eine gemeinsame Schwenkachse (3) io verhalten sich nämlich im Bereich hoher Temperaturen
haben und durch den in einem kleinen Abstand
parallel zii dem Schalthebel abgeordneten .Ausdehnüngsstab
(8 bzw. 18Jfuriter kraftschlüssiger Anlage
miteinander verbunden sind.
sehr labil und können ein definiertes Schalten insbesondere dann nicht mehr bewirken, wenn gewisse
Schaltkräfte aufgebracht werden sollen. Dies ist jedoch insbesondere dann notwendig, wenn ein Schnappschal-
2. Betätigungsvorrichtung nsich Anspruch 1, 15 ter verwendet werden soll. Es ist aber beispielsweise für
- ■ - - --.... - Leistungssteuergeräte, die die Energiezufuhr durch
taktendes Ein- und Ausschalten regeln (sog. Energieregler) notwendig, mit der Temperatur des Ausdehnungselementes relativ hoch zu gehen, weil diese Steuergerä-
te häufig schon in einem Bereich höherer Umgebungstemperatur arbeiten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die
als in sich geschlossene Baugruppe mit geringem baulichen Aufwand herstellbar ist, eine möglichst
verlustfrek Übertragung der Arbeitsbewegungen auf den Schnappschalter gewährleistet und vielseitig
verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schalthebel und ein auf den Schnappschalter
unmittelbar einwirkender Zwischenhebel eine gemeinsame Schwenkachse haben und durch den in
einem kleinen Abstand parallel zu dem Schalthebel angeordneten Ausdehnungsstab unter kraftschlüssiger
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (8) zwischen einem von dem Schalthebel (1) im
rechten Winke] abgehenden Widerlager (7) und einem dazu parallelen Teil des Zwischenhebels (2)
als Druckstab eingebaut ist (F i g. 1).
3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,· daß der Ausdehnungsstab
(18) an einem von dem Schalthebel (1) im rechten Winkel ausgehenden Widerlager (17) in Form einer
sich von der Schwenkachse (3) weg erstreckenden elektrisch beheizten Ausdehnungshülse (19) befestigt
ist, die einen an ihrem freien Ende festen Zugstab (21) umgibt, der an einem zu dem
Widerlager, parallelen Teil des Zwischenhebels (2) angreift.
4. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das freie Ende des Schalthebels (1| durch ein an sich bekanntes bewegliches Glied, wie ein temperätur-
empfindliches Glied oder ein Stellglied, verschwenk- 35 Anlage miteinander verbunden sind,
bar ist. Eine solche Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise
bar ist. Eine solche Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise
im Zusammenhang mit einem Schnappschalter für einen
Temperaturregler oder ein Leistungssteuergerät verwendbar, das für ein Elektrowärmegerät, z. B. eine
40 Kochplatte, eingesetzt werden kann. Hierbei wird der
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung Heizstrom für den Ausdehnungsstab durch die Kontakfür
einen elektrischen Schalter mit einem schwenkbar te des Schnappschalters mit dem Heizstrom des Gerätes
gelagerten Schalthebel und einem über die Schaltkon- ein- und ausgeschaltet. Die gewünschte Schalttemperatakte
elektrisch beheizten Ausdehnungsstab. tür kann durch eine an dem Schalthebel angreifende
Aus der GB-PS 6 51 924 ist eine Betätigungsvorrich- 45 Steuerkurve einstellbar sein, während das von der
tung der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, bei Temperatur beeinflußte Glied, z.B. in Gestalt einer
Membrandose oder eines Bimetalls bei einem Temperaturregler, an einem schwenkbar gelagerten Träger des
Schnappschalters angreift oder umgekehrt. Der Ausandere Kontakthebel ist über eine Schraubspindel 50 dehnungsstab bewirkt nach Erreichen der Schalttempeeinstellbar.
Ein Schalter in dieser Ausführung würde ratur eine Leistungssteuerung, indem er je nach dem
Schaltzustand durch Wärmedehnung den Zwischenhebel im Einschalt- oder Ausschaltsinne bewegt. Dagegen
entsteht ein Leistungssteuergerät, wenn der Betätigungsvorrichtung nur ein von Hand zu betätigendes
Einstellglied in Form einer Steuerkurve oder einer Spindel zugeordnet wird.
Da der Ausdehnungsstab im Gegensatz zu einem Bimetallstreifen ein praktisch vollkommen starres
einer elektrischen Heizwicklung versehenen Ausdeh- 60 Übertragungsglied ist, sind Leerwege bei der Übertranungsstab
besteht, der unmittelbar auf eine Kontaktzun- gung der Schaltbewegung vermieden. Es ist daher
möglich, mit einem kurzen Ausdehnungsstab von beispielsweise 30 mm Länge, der bei einer Temperaturdifferenz
von etwa 2000C nur etwa "Vioomm auslängt,
g gg g,
der eine mit einer Heizwicklung versehene Hülse einen Stab enthält, der auf einen Kontakthebel eines
schleichend kontaktgebenden Schalters einwirkt. Der
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Publication Number | Publication Date |
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DE1765215A1 DE1765215A1 (de) | 1971-07-15 |
DE1765215B2 DE1765215B2 (de) | 1976-12-09 |
DE1765215C3 true DE1765215C3 (de) | 1977-07-28 |
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