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Temperaturs chalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturschalter
mit einem Leitungsschalter, der in einem magnetischen Kreis mit einem oder mehreren
Permanentmagneten angeordnet ist.
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In üblichen bekannten Vorrichtungens die in weitem Umfang als Temperatur-Alarmvorrichtungen
zur Feststellung unnormalen Anstelo gens oder Abfallens der Temperatur von zu messenden
Qbjektena wie z.B. Wasser, ö1 oder dergleichen,KUhlwasser für Verbrennungsmotoren,
verwendet wurden,wurden hauptsächlich Bimetall gebraucht.Wenn bei derartigen Vorrichtungen
die Temperatur der zu messenden Objekte höher oder niedriger als die vorbestimmten
Werte istwird die mit einem elektrischen Kreis verbundene Alarmvorrichtung betätigt,
wenn
daß Bimetall aufgrund seiner Biegeverschiebung bei einer vorbestimmten Temperatur
mit einem festen Kontaktelement in 3-rührung kommt und den Kreis schließt.
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Wenn jedoch derartiges Bimetall verwendende Schalter keinen ausreichenden
Kontaktdruck zwischen den Kortaktelenenten erralten, ergeben sich einige Nachteile
darin, daß ein unbefriedigender Kontakt und ein Fehlbetrieb aufgrund von Schwingungen
oder aus anderen Gründen leicht hervorgeruren werden und daß die Kontaktelemente
Verschmutzung und Korrosion unterworfen sind und daß weiterhin die Wärme-Ansprechbarkeit
hinsichtlich der Temperatur relativ langsam ist.
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Der erfindungsgemäße Temperaturschalter verwendet zur Temperaturfeststellung
anstelle des Bimetall einen Leitungsschalter, der so angeordnet ist, daß er den
elektrischen Kreis mittels eines benachbart zu ihm angeordneten Permanentmagneten
und mittels eines Stücks magnetischer Substanz ein- und ausschaltet, das eine beträchtliche
Temperaturabhängigkeit der magnetischen Permeabilität aufweist, so daß alle-Nachteile
der Bimetall verwendenden Temperaturschalter beseitigt sind0 Die Erfindung bezieht
sxch auf einen Temperaturshalter, der feststellt, daß die Temper von zu messenden
Objekten, wie bespielsweise Wasser B oder dergleichen, Kühlwasser für Fahr zeugnotorens
unnormal höher oder niedriger wird und bei dem ein
mit einer Alarmvorrichtung
verbundener Leitungsschalter in einem magnetischen Kreis eines Permanentmagneten
angeordnet ist und bei em ein Stück magnetischer Substanz, die aus einem Material
gebildet ist, das eine beträchtliche Temperaturabhängigkeit der magnetischen Permeabilität
aufweist, in Serie mit dem Permanentmagnetenangeordnet ist, wodurch die Alarmvorrichtung
durch das Ein und Ausschalten des Leitungsschalters in Übereinstimmung mit der Xnderung
der PermeabilitAt des Stückes magnetischer Substanz aufgrund der Temperaturänderung
betätigt wird, so daß unnormales Ansteigen oder Abfallen der Temperatur festgestellt
wird.
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bei dem erfindungsgemäßen Temperaturschalter wird der teitungsschalter
durch Ausnutzung der Eigenschaft ein- und ausgeschaltet, daß ein Stück magnetischer
Substanz plötzlich die- magnetische Permeabilität verliert, wenn seine Temperatur
sich einem magnetischen Transrormationspunkt- nEhert, wodurch der Temperaturschalter
erhalten werden kann, der einen positiven Schaltbetrieb bietet und einen besseren
Kontaktdruck im Vergleich zu einem üblichen, ein Bimetall verwendenden Schalter
aufweist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen tem.peraturschalter
zu schaffen, der selbst bei Schwingungen oder anderen Störungen keinen Fehlbetrieb
oder unbefriedigenden Kontakt veruzsacht.
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Weiterhin wird durch die Erfindung ein Temperaturschalter geschaffen,
bei dem die Schaltkontakte durch die Außenatmosphäre nicht korrodiert werden und
der eine ausgezeichnete Beständigkeit besitzt, daein Leitungsschalter mit Zuleitungen
verwendet wird, die in einem Glasrohr eingeschlossen sind.
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Weiterhin wird mit der Erfindung ein Temperaturschalter geschaffen,
der im Vergleich zu einem üblichen Bimetall-Schalter eine schnelle Wärme-Ansprechbarkeit
besitzt, da ein Leitungsschalter durch Ausnutzung der plötzlichen Anderung der Permeabilität
des Stücks magnetischer Substanz ein- und ausgeschaltet wird.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. la eine Schnittansicht
eines Beispiels eines üblichen Temperaturschalters; Fig. Ib eine Schnittansicht
eines weiteren Beispiels des Ublichen Temperaturschalters; Fig. 2 eine Schnittansicht
eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Temperaturschalters;
Fig.
3a> 3b b und 3c jeweils eine Ansicht zur Veranschaulichung der Betriebsweise
eines Leitungsschalters; Fig. 4a und 4b Jeweils eine Ansicht zur Veranschaulichung
der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Temperaturschalters nach Fig. 2; und Fig.
5 eine Schnittansicht eines weiteren AusfGhrungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Temperaturschalters.
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In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugsziffern die entsprechenden
oder äquivalenten Teile der Temperaturschalter.
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In den Fig. la und Ib ist ein Ausführungsbeispiel einer üblichen
bekannten Art von Schaltern dargestellt, die beispielsweise für Motor-Kühlwasser
verwendet werden. Wie aus Fig. ta ersichtlich, schließt ein Bimetall 1, das in einem
in das Kühlwasser 2 hineinragenden Behälter 5 vorgesehen ist, mit einem an der Spitze
seines Endteils vorgesehenen Kontaktteil 3a einen Kontakt mit einem feststehenden
Kontaktteil 4a aufgrund seiner Biegeverschiebung und schaltet eine Warnlampe 10
ein, wenn das Kühlwasser 2 aufgrund seiner zu niedrigen Temperatur für das Fahren
eines Automobils ungeeignet ist. Wenn der Motor aufgrund einer zu hohen Temperatur
des Motor-Kühlwassers 2 einer Überhitzung ausgesetzt ist, schließt demgegenüber
das Bimetall mit einem von dem Kontaktteil 3a getrennt angeordneten Kontaktteil
3b einen Kontakt mit einem feststehenden Kontaktteil 4b, der dem feststehenden Kontaktteil
4a gegen-
Uber angeordnet ist, aufgrund der Biegeverschiebung des
Bimetalls in einer gegenüber der vorherigen entgegengesetzten Richtung und schaltet
die Warnlampe wie in dem vorherigen Fall ein.
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Der in Fig. Ib dargestellte Schalter ist zusEtzlach derart angeordnet,
daß er jeden Fall unnormalen Ansteigens oder Abfallens der Kühlwassertemperatur
mittels des Bimetalls 1 feststellt und die Warnlampe 10 einschaltet.
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Da ein ausreichender Kontaktdruck zwischen den Kontakten nicht nur
durch Verschiebung des Bimetalls 1 aufgrund der Ternperatur erhalten wird, ergeben
sich jedoch einige Nachteile darin, daß ein Fehlbetrieb durch die Schwingungen des
Fahrzeugs verursacht wird und der nicht ausreichende Kontakt durch Oberflächenkorrodierung
durch schädliche Gase hervorgerufen wird, die aus einer Dichtung 6 abgeleitet werden,
da die Kontakte 3a, 3b, 4a und 4b aus dem Behälter 5 herausgezogen sind, und daß
weiterhin die Wärme-Ansprechbarkeit relativ gering ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Temperaturschalter werden die vorstehend
erwähnten Nachteile dadurch vermieden, daß ein mit der Alarmvorrichtung verbundener
Leitungsschalter in densmagnetischen Kr.eis eines Permanentmagneten angeordnet ist
und daß ein Stück magnetischer Substanz mit einer beträchtlichen Temperaturabhängigkeit
der magnetischen Permeabilität magnetisch in Serie mit, dem Permanentmagneten angeordnet
istf wobei der Leitungsschalter so
gebildet ist, daß er durch änderung
der Permeabilität des Stücks magnetischer Substanz aufgrund der Temperaturänderung
ein- und ausgeschaltet wird, und daß der Schalter ausreichenden Kontakt druck, hohe
Zuverlässigkeit und Beständigkeit und weiterhin schnelle Ansprechbarkeit aufweist.
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Im folgenden wird anhand der Fig. 3a, 3b und 3c das Betriebsprinzip
eines bekannten Leitungsschalters erläutert. In dem Beispiel nach Fig. 3a ist ein
axiaZ m;gnetisierter Magnet 8 in Abstand von einem Leitungsschalter 7 angeordnet*;-
indiesem Fall wird nur eine Zuleitung eines Paars von Zuleitungen des Leitungsschalters
7 magnetisiert, und der Leitungsschalter 7 ist geschlossen (diese Stellung wird
im Folgenden als die erste geschlossene Stellung bezeichnet). Wenn dann der Magnet
8 in einen bestimmten Bereich einer Zuleitung, wie in Fig. 3b dargestellt, angeordnet
ist, wird in diesem Fall ein Paar von Zuleitungen in der gleichen Polarität magnetisiert,
und der. Leitungsschalter 7 ist geöffnet (diese Stellung wird im Folgenden als "die
Offnun6sstellun6s' bezeichnet). Wenn weiterhin der Magnet 8 in dem mittleren Teil
des gesamten Leitungsschalters 7, wie in Fig. 3c aarestellt, angeordnet ist, gelangt-
in diesem Fall ein magnetischer Fluß durch ein Paar-son Zuleitungen, und der Leitungsschalter
7 ist geschlossen (diese Stellung wird im folgenden als "die zweite geschlossene
Stellung" bezeichnet).
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In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters
dargestellt; die Bezugsziffer 7 bezeichnet einen Leitungsschalter, der über eine
Warnlampe 10 mit einem Anschluß einer Spannungsquelle 11 verbunden ist; der Leitungsschalter
ist normalerweise durch Einschließen eines Paars von Teilen magnetischer Substanz,
d.h. der Zuleitungen 13a, 13b, in einem Glasrohr 12 gebildet. Die Bezugsziffer 8
bezeichnet einen ringförmigen Permanentmagneten, der axial mCnetisiert ist und in
einer der in Fig. 3a gezeigten Stellung entsprechenden Stellung um den Leitungsschalter
7 herum, d.h. in der ersten geschlossenen Stellung angeordnet ist; die Bezugsziffern
9a und 9b bezeichnen ringförmige Stücke magnetischer Substanz,die aus einem Material
gebildet sind, das eine beträchtliche Temperaturabhängigkeit der magnetischen Permeabilität
aufweist wie beispielsweise Thermoferrit, wobei jedes magnetisch in Serie mit dem
Permanentmagneten 8 jeweils in der Öffnungsstellung und der -zweiten geschlossenen
Stellung angeordnet ist, jedoch die magnetischen Tranaformationspunkte jeden Teils
verschieden voneinander sind.
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Ein magnetisches Teil 9a hat einen magnetischen Transformationspunkt
der Temperatur, bei der das Kühlwasser 2 gerade die optimale Temperatur aus einer
unnormal niedrigen Temperatur erreicht, und das andere magnetische Teil 9b hat einen
magnetischen Transformationspunkt, bei dem das Kühlwasser 2 gerade die unnormal
hohe. Temperatur aus der optimalen Temperatur erreicht.
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Die Bezugsziffer 5 bezeichnet einen Behälter, der aus einem ausgezeichnet
thermionisch leitenden, nicht-magnetischen Material, wie beispielsweise Messing,
Aluminium oder dergleichen, gebildet ist; die Bezugsziffer 14 bezeichnet eine isolierende
Abdeckung zur Verhinderung des Eintritts von Wasser, Staub oder dergleichen in das
Innere des Behälters von der Außenseite, die zur elektrischen Isolierung der Zuleitung
13a des Leitungsschalter 7 von dem Behälter 5 und zur Sicherung des Leitungsschalters
7 dient.
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Im folgenden wird anhand von Fig. 2 die Betriebsweise des erfindungsgemäßen
Schalters beschrieben. Wenn die Temperatur des Motorkühlwassers 2 innerhalb des
Arbeitsbereichs liegt, verliert das magnetische Teil 9a die Funktion als magnetische
Substanz, da es den magnetischen Transformationspunkt überschreitet, und wird in
den in Fig. 4a dargestellten Zustand aus der Sicht des magnetischen Kreises versetzt;
dieser Zustand entspricht dem anhand von Fig. 3b zuvor beschriebenen, bei dem die
Warnlampe 10 ausgeht.
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Wenn dann die Temperatur des Motorkühlwassers 2 absinkt und die magnetische
Substanz 9a sich dem magnetischen Transformationspunkt nähert, so daß die magnetische
Permeabilität der Substanz 9a plötzlich ansteigt und die Funktion als magnetische
Substanz erhält, und wird versetzt in den in Fig. 4b dargestellten Zustand aus der
Sicht des magnetischen Kreises; dieser Zustand entspricht dem vorstehend anhand
von Figur 3c beschriebenen
Zustand, so daß der Leitungsschalter
7 geschlossen wird und die Warnlampe 10 aufleuchtet, um dem Fahrer die unnormale.
Temperatur des Kühlwassers anzuzeigen.
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Wenn außerdem die Temperatur des Kühlwassers 2 ansteigt und sch dem
magnetischen Transformationspunkt des Stücks magnetischer Substanz 9h nähert, sinkt
die Permeabilität der magnetischen Substanz 9b plötzlich ab und verliert die Funktion
als magnetische Substanz, so daß beide Stücke magnetischer Substanzen 9a, 9b keine
Funktion als magnetische Substanz besitzen; dies entspricht dem anhand von Fig.
3a vorstehend beschriebenen Zustand aus der Sicht des magnetischen Kreises -,so
daßdie.Warnlampe 10 aufleuchtet, um dem Fahrer die unnormale Temperatur des Kühlwassers
anzuzeigen.
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Wenn zwar in der Ausführungsform nach Fig. 2 der Temperaturschalter
derart angeordnet ist, daß erzbei Feststellung sowohl der unnormal hohen als auch
der unnormalen niedrigen Temperatur Alarm gibt, so kann er weiterhin natürlich derart
angeordnet sein, daß er entweder die unnormal hohe oder die unnormal niedrige Temperatur
feststellt, indem der Schalter aus dem Stück magnetischer Substanz 9a oder 9b gebildet
wird.Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Warnlampe 10 für
Alarmzwecke verwendet wurde, kann weiterhin natürlich eine Alarmvorrichtung, wie
ein Summer und eine individuell geregelte Vorrichtung verwendet werden.
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Ein ausgezeichneter Betrieb wurde mit einem erfindungsgemässen Temperaturschalter
verhalten, dessen Leitungsschalter 7 eine Länge von 20 mm, dessen Permanentmagnet
8 eine Stärke von 7 mm und einen Außendurchmesser von 8 mm und einen Innendurchmesser
von 4mm und dessen magnetische Substanz 9a, 9b eine Stärke von 5 mm besaß.
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In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemaßen
Schalters dargestellt. Darin sind axial in der gleichen Polarität magnetisierte
ringförmige Permanentmagnete 8a, 8b getrennt voneinander in einer öffnungsstellung
angeordnet; die andere Öffnungsstellung ist bezüglich dieser Stellung über den Letungskontakt
symmetrisch; ein ringförmiges Stück magnetischer Substanz 9 mit einer beträchtlichen
Temperaturabhängigkeit der magnetischen Permeabilität ist magnetisch in Serie zwischen
die Permar.entmagne-.ten 8a und 8b ungefähr in der Mitte des Leitungsschalters 7
angeordnet. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet einen Behälter, und die Bezugsziffer 14
eine isolierende Abdeckung.
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Im folgenden wird die Betriebsweise der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Temperaturschalters erläutert. Wenn die Temperatur des Motorkühlwassers
2 zu niedrig ist und sich die magnetische Substanz 9 auf einer Temperatur unterhalb
des magnetischen Transformationspunktes befindet, sind die Permanentmagneten 8a,
8b und das magnetische Teil 9 in einem Magneten gebildet und im Ergebnis ist dieser
Magnet in der zweiten Schließstellung angeordnet, so daß der Leitungsschalter geschlossen
und die Warnlampe 10 und die Warnlampe 10 eingeschaltet wirdwodurch die
unnormale
Temperatur des Kühlwassers dem Fahrer angezeigt wird.
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Wenn die Temperatur des Motorkühlwassers ansteigt und sich dem magnetischen
Transformationspunkt der magnetischen Substanz 9 annähert, verliert diese die Funktion
als magnetische Substanz aufgrund des plötzlichen Abfallens ihrer magnetischen Permeabilität;
dieser Zustand entspricht einem Zustand, bei dem die Permanentmagneten 8a, 8b in
der ffnungsstellung angeordnet sind, so daß der Leitungsschalter 7 geöffnet und
demufolge die Warnlampe eingeschaltet wird.
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Wie im vorstehenden beschrieben, ist experimentell festgestellt daß
der Betrieb des Leitungsschalters durch symmetris,che Anordnung der Permanentmagneten
bezüglich des Leitungskontaktes zuverlässiger ist.
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Mit der im vorstehenden beschriebenen Erfindung wird ein Temperaturschalter
gebildete bei dem der Permanentmagnet und das eine beträchtliche Temperaturabhängigkeit
der magnetischen Permeabilität aufweisende Material magnetisch in Serie und passend
in.
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der ersten Schließstellung, der zweiten Schließstellung und/oder der
öffnungsstellung angeordnet ist, wobei der Leitungsschalter aufgrund der Änderung
der magnetischen Permeabilität dieses Materials durch das unnormale Ansteigen oder
Abfallen der Temperatur der zu messenden Objekte ein- und ausgeschaltet wird und
die unnormale Temperatur festgestellt werden kanne
Daher kann mit
dem erfindungsgemäßen Temperaturschalter ein im Vergleich zu dem üblichen, ein Bimetall
verwendenden Temperaturschalter besserer Kontaktdruck erhalten werden, und das Problem
vollständig beseitigt werden, das der Kontakt durch schEdlicS Aussenatmosphäre korrodiert
wird, da der Leitungsschalter die Leitungen innerhalb seiner Glasröhre einschließt,
so daß die Lebensdauer der Kontakte sehr lang gemacht ist, und weiterhin die W§rme-Ansprechbarkeit
des Schalters sehr schnell gemacht werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Temperaturschalter ist ein mit einer Alarmvorrichtung
verbundener Leitungsschalter in einem magnetischen Kreis eines Permanentmagneten
angeordnet, und ein Stück magnetischer Substanz, die durch ein Material mit beträchtlicher
Temperaturabhängigkeit der magnetischen Permeabilität gebildet ist, ist magnetisch
ih Serie mit dem Permanentmagneten angeordnet, wobei die Alarmvorrichtung durch
das Ein- und Ausschalten des Leitungsschalters in Übereinstimmung mit der Änderung
der Permeabilität des Stücks magnetischer Substanz in Abhängigkeit von der Temperaturänderung
betätigt wird, so daß unnormales Ansteigen oder Abfallen der Temperatur festgestellt
wird.