DE19721159A1

DE19721159A1 - Thermisch gesteuerte elektrische Schalteinrichtung

Info

Publication number: DE19721159A1
Application number: DE1997121159
Authority: DE
Inventors: Udo Stenzel
Original assignee: Thermostat & Schaltgeraetebau
Current assignee: Thermostat & Schaltgeraetebau
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-11-26

Description

Die Erfindung betrifft eine thermisch gesteuerte elektrische Schalteinrichtung, insbesondere einen Temperaturregler mit den weiteren Merkmalen des Ober begriffs des Patentanspruchs 1.

Eine derartige thermisch gesteuerte Schalteinrichtung geht beispielsweise aus dem deutschen Patent 37 35 334 hervor. Bei diesem Stand der Technik ist ein säulenartiges Trägerelement vorgesehen, an dem ein Bimetallstreifen, eine Schaltkontaktfeder und ein Halter fuhr eine Sollwerteinstellung in Form einer drehbaren Spindel befestigt sind. Der Bimetallstreifen ist mit seinem Festende einseitig am Trägerelement gehalten. Er erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Schaltkontaktfeder und ist mit seinem Schwenkende mittels eines Übertra gungselements an das Betätigungsende der Schaltkontaktfeder gekoppelt. Schwenkt das Schwenkende des Bimetallstreifens infolge einer Temperaturän derung aus, wird das Betätigungsende der Schaltkontaktfeder mit verschwenkt, so daß diese eine schnappende Schaltbewegung durchführen kann, wodurch ein Bewegungs- und Festkontakt relativ zueinander bewegt werden.

Bei der thermisch gesteuerten elektrischen Schalteinrichtung nach dem Stand der Technik ist der Bimetallstreifen als vom Trägerelement gerade abstehender Streifen ausgebildet.

Als weiterer Stand der Technik ist es bereits bekannt geworden, U-förmig ge wellte Bimetallstreifen vorzusehen, um die Ausbiegung des Bimetalls zu ver ringern. Das bekannte Bimetall in U-Form ist mit reversierten Komponenten versehen und geht aus der Broschüre "métalimphy BERGHÜTTEN" hervor.

Die Erfindung betrifft ferner einen Bimetallstreifen, der insbesondere zum Ein satz in einer thermisch gesteuerten elektrischen Schalteinrichtung verwendet werden kann, bei welcher das Schwenkende des Bimetallstreifens eine Schalt kontaktfeder mittel- oder unmittelbar thermisch abhängig betätigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermisch gesteuerte elektri schen Schalteinrichtung bzw. einen dazu gehörigen Bimetallstreifen so weiter zubilden, daß die Empfindlichkeit bzw. das Schaltverhalten des Bimetalls bzw. der Schalteinrichtung in engeren Grenzen gehalten und die Schalthysterese verkleinert wird.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü chen 2-6 bzw. nebengeordneten Ansprüchen 7-13.

Der Bimetallstreifen ist nach der Erfindung bezogen auf seine Längserstrec kungsrichtung in seinem Innenbereich, d. h. zwischen seinem Befestigungsende und seinen Schwenkende U-förmig ausgebogen. Es muß mindestens eine U-förmige Ausbiegung vorhanden sein, d. h. es können mit Vorteil aber auch weitere Ausbiegungen vorgesehen sein. Durch die Ausbiegungen wird die Schalthysterese von solchen Schaltern, die in der Regel bei 6-7° K liegt, auf 2,5-3 K verkleinert, wodurch solchen Schaltern völlig neue technische Ein satzgebiete geöffnet werden. Die erhöhte Empfindlichkeit der Schalteinrich tung bzw. des Bimetallstreifens basiert darauf, daß das Arbeitsvolumen des Bimetalls bezogen auf seine Erstreckungslänge erhöht ist. Innerhalb der zur Verfügung stehenden Gesamtdimension des Bimetalls wird mehr Arbeitsvolu men des Bimetalls untergebracht, so daß das Ansprechverhalten insgesamt ver bessert wird.

Weiterhin ist von Vorteil, daß der Bimetallstreifen aufgrund der U-förmigen Ausbiegung(en) breiter ausgebildet werden kann, als dies beim Stand der Technik mit flachen Streifen möglich ist. Flache Streifen - werden sie breiter ausgebildet - neigen in der Regel dazu, sich in Querrichtung kalottentörinig zu wölben. Diese Querwölbung steht der Beweglichkeit des Bimetalls am aktiven Ende entgegen und behindert die Auslenkung des Bimetalls. Infolge der einfa chen oder doppelten Wellenform, die als Kern der Erfindung angesehen wird, wird nun von vornherein eine kalottenförmige Querwölbung des Bimetallstrei fens verhindert, so daß das Bimetall insgesamt empfindlicher ansprechen kann.

Die mindestens eine U-förmige Ausbiegung des Bimetalls, das in die thermisch gesteuerte elektrische Schalteinrichtung eingebaut ist, soll mit ihrem U-Bogen zur Schaltkontaktfeder hinweisen. Dies ist insofern von Vorteil, als dann die gesamte Vorrichtung in an sich bekannter Weise mit ihrem säulenartigen Trä gerelement auf eine bezüglich ihrer Temperatur abzutastende Fläche aufge schraubt werden kann. Die U-Bögen stehen nicht nach unten vor, so daß die Beweglichkeit des Bimetalls nicht behindert wird.

Bei zwei in Richtung der Schaltkontaktfeder abstehenden U-förmigen Ausbie gungen soll der zwischen diesen liegende, gegebenenfalls U-förmige Mittelbe reich etwa in der Haupterstreckungsebene des Bimetallstreifens liegen, mit an deren Worten ist ein ursprünglich flacher Bimetallstreifen zweimal wellenför mig nach oben in Richtung der Schaltkontaktfeder hin gebogen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 eine thermisch gesteuerte elektrische Schalteinrichtung mit gewellten Bimetallstreifen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schalteinrichtung gemäß Fig. 1.

Die thermisch gesteuerte elektrische Schalteinrichtung 1 weist ein Trägerele ment 2 auf, das säulenartig aufgebaut ist und auf einem inneren Nietelement 3 isolierende Distanzscheiben 4 trägt, zwischen denen vom Trägerelement 2 ab stehende Teile gehalten sind, nämlich ein Bimetallstreifen 5, eine Schaltkon taktfeder 6 mit Bewegungskontakt 7, der einen Festkontakt 8 beaufschlagt so wie ein Halter 9 für eine Sollwerteinstellvorrichtung 10, die aus einer Spindel 11 besteht, in die ein Justierelement 12 eingeschraubt ist.

Der Bimetallstreifen 5 ist mit seinem Festende 13 einseitig am Trägerelement 2 gehalten und mit seinem Schwenkende 14 an das Betätigungsende 15 der Schaltkontaktfeder mittels eines Übertragungselements 16 angekoppelt.

In der Schnittzeichnung gemäß Fig. 1 ist deutlich zu sehen, daß der Bime tallstreifen 5 bezogen auf seine Längserstreckungsrichtung 17 in seinem Innen bereich 18 zwei U-förmige Ausbiegungen 19 aufweist, die mit ihren oben lie genden U-Bögen 20 zur Schaltkontaktfeder 6 hinweisen. Der zwischen diesen beiden U-förmigen Ausbiegungen 19 liegende Bereich 21 liegt etwa in der Hö he der gestrichelt dargestellten Haupterstreckungsebene 22 des Bimetallstrei fens 5.

Durch diese Ausbiegungen 19 wird eine Vergrößerung des Arbeitsvolumens des Bimetallstreifens 5 bezogen auf seine gleichbleibende Abstehlänge 23 vom Trägerelement 2 erreicht. Ferner ergibt sich infolge der U-förmigen Ausbie gungen 19 eine Aussteifung des Bimetallstreifens 5 bezogen auf seine Breite.

An seinem Schwenkende 14 ist der Bimetallstreifen 5 in an sich bekannter Weise mit einer schüsselartigen Eindellung 24 versehen, in welche das untere Ende des Übertragungselements 16 eingesetzt ist. Die U-förmigen Ausbiegun gen 19 stehen in entgegengesetzter Richtung, d. h. nach oben von der Haupter streckungsebene 22 des Bimetallstreifens 5 ab wie die Eindellung 24.

Ferner ist noch zu sehen, daß die dem Befestigungsende 13 zugewandte U-förmige Ausbiegung 19 im Bereich der Bimetallstreifenmitte einen Schlitz 25 aufweist.

Aus der Draufsicht auf die thermisch gesteuerte elektrische Schalteinrichtung 1 gemäß Fig. 2 ergibt sich zusätzlich, daß von dem Trägerelement 2 Anschluß- kontakte 26 abstehen, die mit Bewegungs- 7 und Festkontakt 8 leitend verbun den sind.

Bezugszeichenliste

1

thermisch gesteuerten elektrischen Schalteinrichtung

2

Trägerelement

3

Nietelement

4

Distanzscheibe

5

Bimetallstreifen

6

Schaltkontakt

7

Bewegungskontakt

8

Festkontakt

9

Halter

10

Sollwerteinstellung

11

Spindel

12

Justierelement

13

Festende

14

Schwenkende

15

Betätigungsende

16

Übertragungselement

17

Längserstreckungrichtung

18

Innenbereich

19

Ausbiegungen

20

U-Bogen

21

Bereich

22

Haupterstreckungsebene

23

Abstehlänge

24

Eindellung

25

Schlitz

26

Anschlußkontakt

Claims

1. Thermisch gesteuerte elektrische Schalteinrichtung (1), insbesondere in Form eines Temperaturreglers, mit einem Trägerelement (2), an dem ein Bimetallstreifen (5), eine Schaltkontaktfeder (6) und ein Halter (9) für ei ne Sollwerteinstelleinrichtung (10) befestigt sind, wobei der Bime tallstreifen (5) mit seinem Festende (13) einseitig am Trägerelement (2) gehalten ist und mit seinem Schwenkende (14) mittels eines Übertra gungselements (16) an das Betätigungsende (15) der Schaltkontaktfeder (6) angekoppelt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (5) bezogen auf seine Längserstreckungsrichtung (17) in seinem Innenbereich (18) mindestens eine U-förmige Ausbiegung (19) aufweist.

2. Thermische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (5) mindestens zwei U-förmige Ausbiegungen (19) aufweist.

3. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine U-förmige Ausbiegung (19) mit ihrem U-Bogen (20) zur Schaltkontaktfeder (6) hinweist.

4. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei in Richtung der Schaltkontaktfeder (6) abstehenden U-förmigen Ausbiegungen (19) der zwischen diesen liegende, gegebenenfalls U-förmige Bereich (21) etwa in der Haupterstreckungsebene (22) des Bime tallstreifens (5) liegt.

5. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, gekennzeichnet durch eine Vergrößerung des Arbeitsvolumens des Bimetalls (5) bezogen auf seine gleichbleibende Abstehlänge von dem Trägerelement (2).

6. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (5) infolge der mindestens einen U-förmigen Aus biegung (19) bezogen auf seine Breite ausgesteift ist.

7. Bimetallstreifen (5), insbesondere zum Einsatz in einer thermischen ge steuerten Schalteinrichtung (1), bei welcher das Schwenkende (14) des Bimetallstreifens (5) eine Schaltkontaktfeder (6) mittel- oder unmittelbar thermisch abhängig betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (5) zwischen seinem Befestigungsende (13) und sei nem Schwenkende (14) mindestens eine sein Arbeitsvolumen bei glei cher Abstehlänge (23) vergrößernde U-förmige Ausbiegung (19) auf weist.

8. Bimetallstreifen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Befestigungsende (13) und dem Schwenkende (14) des Bimetallstreifens (5) zwei U-förmige Ausbiegungen (19) vorgesehen sind.

9. Bimetallstreifen nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide U-förmige Ausbiegungen (19) in der gleichen Richtung aus der Haupterstreckungsebene (22) des Bimetallstreifens (5) ausgebogen sind.

10. Bimetallstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem Schwenkende (14) in an sich bekannter Weise eine schüs selartige Eindellung (24) aufweist, in welche ein Übertragungselement (16) einsetzbar ist und die mindestens eine U-förmige Ausbiegung (19) in entgegengesetzter Richtung von der Haupterstreckungsebene (22) des Bimetallstreifens (5) absteht wie die Eindellung (24).

11. Bimetallstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Befestigungsende (13) zugewandte U-förmige Ausbiegung (19) im Bereich der Bimetallstreifenmitte geschlitzt ist.