DE2204362B2 - Einstellbarer thermostat - Google Patents
Einstellbarer thermostatInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen einstellbaren
Thermostat mit einem Gehäuse einer im Gehäuse angeordneten bimetallischen Schnappscheibe, die einen
mit Schnappwirkung zwischen einer ersten und einer zweiten stabilen Stellung in Abhängigkeit von Temperaturänderungen
beweglichen Wirkteil aufweist, wobei die Schnappscheibe zwischen diesen Stellungen eine
negative Federkonstante aufweist, mit Schalteinrichtungen irr. Gehäuse, die wirksam mit dem Wirkteil der
Schnappscheibe verbunden sind und sich auf die Bewegung des Wirkteils zwischen den genannten
Stellungen reagierend öffnen und schließen, und mit einer einstellbaren Federvorrichtung, die eine positive
Federkonstante aufweist und in allen Stellungen des Wirkteils eine Federkraft auf die Schnappscheibe
zwischen dessen erster und dessen zweiter Stellung aufbringt, wobei der Wirkteil in Richtung auf die erste
Stellung hin gedrängt wird, ohne diese Stellungen und die Stellung der Schnappscheibe beim Schalten
wesentlich zu ändern.
Einstellbare Thermostate, die von einem auf Wärme ansprechenden Bimetallstreifen betätigt werden, sind
hinlänglich bekannt. Eine bekannte Ausführungsform weist einen einstellbaren Thermostaten auf, bei dem das
Wirkelement eine Bimetallscheibe ist, die auf eine Temperatur anspricht und einen Schaltermechanismus
betätigt. Bei einem solchen Thermostaten erfolgt die primäre Temperatureinstellung durch einen Stellschraubenmechanismus,
der gegen ein Bimetallblatt oder einen Bimetallstreifen wirkt.
Aus der DAS 19 59 591 ist bereits ein Bimetalltemperaturregler bekannt geworden, bei dem eine Einstellung
der Arbeitstemperatur durch eine Belastungsfeder möglich ist, ohne die durch das freie Umschnappen der
Schnappscheibe verfügbare Bewegungsenergie und Bewegungsstrecke zu verringern. Bei diesem Bimetalltemperaturregler
kann durch zwei verschiedene Stell-
schrauben einerseits die Temperaturdifferenz, andererseits
die Arbeitskennlinie verschoben werden, allerdings ist dies nicht möglich, ohne daß die jeweils andere
Größe verstellt wird.
Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eir.un einstellbaren Thermostaten
der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß eine Verstellung der Temperaturdifferenz sich
nicht auf den Einstellvorgang für die Arbeits- oder Betriebstemperatur auswirkt
Dies>e Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die einstellbare Federvorrichtung als einzelnes Glied ausgebildet ist, das mit einer ersten Einstellvorrichtung,
die zum Verändern des Wertes der positiven Federkonstante betätigbar ist, und mit einer zweiten
Einstellvorrichtung in Kontakt steht, die zum Verändern des Wertes der Federkraft betätigbar ist, wobei ein
Verstellen der ersten Einstellvorrichtung den Wert der positiven Federkonstante verändert, ohne die Änderung
wesentlich zu beeinflussen, die der auf die Schnappscheibe wirkenden Kraft durch ein vorbestimmtes
Verstellen der zweiten Einstellvorrichtung erteilt wird, und daß die positive Federkonstante einen absoluten
Wert aufweist, der kleiner ist als der absolute Wert der negativen Federkonstante der Schnappscheibe.
Das Wesen der vorliegenden Konstruktion liegt in dem einzigen Federmechanismus, der zur Anwendung
kommt, um für eine Verstellung sowohl der Arbeitstemperatur des Thermostaten als auch der Temperaturdiffercnz
zu sorgen. Derartige Federmechaniimen üben eine Federkraft auf die Schnappscheibe aus, um deren
Arbeitstemperatur zu modifizieren, und es werden zwei getrennte Verstellungen vorgesehen, um die Eigenschaften
der Feder getrennt zu regulieren. Die erste Verstellung verändert die von der Feder auf die
Schnappscheibe ausgeübte Kraft, ohne die Federkonstante zu verändern. Daher verändert die Betätigung
der ersten Verstellung nicht die Temperaturdifferenz der Schnappscheibe, sondern stellt lediglich die
Arbeitstemperatur ein. Die zweite Verstellung wird vorgenommen, um die Federkonstante der auf die
Schnappscheibe aufgebrachten Kraft einstellbar zu machen, um eine Verstellung der Temperaturdifferenz
der Schnappscheibe vorzusehen. Eine derartige Verstellung wird ohne Veränderung des Bereiches des ersten
Einstellmedianismus erreicht.
Fin wesentliches Merkmal ist auch die temperatureinsiellende
Feder, die aus Bimetall gebildet ist. Sowohl die Bimetallschnappscheibe als. auch die Bimetalleinstellfeder
sprechen auf Wärme an und ihre Kraftänderungen addieren sich, um die Kraft für eine Schalterbetätigung
zu erhöhen. Ein derartiger Aufbau ist besonders bei Thermostaten erwünscht, die mit kleinen Temperaiurdifferenzen
arbeiten müssen. Ferner wird die Schnappscheibe von einem einstellbaren Mechanismus getragen,
der so positioniert wird, daß er einen geeigneten Schaltbetrieb gewährleistet, wobei die Notwendigkeit
einer besonderen Anpassung der Thermostatkomponenten eliminiert oder zumindest verringert wird.
In der dargestellten Ausführungsform ist ein Aufbau
vorgesehen, in dem die obigen Merkmale im wesentlichen zu einem verbesserten Betrieb des Thermostaten
zusammenwirken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine besondere Anpassung der Thermostatkomponenten
überflüssig und es ist eine Linstellbarkeit zur Kompensation von Variationen in der Größe und in
den Formen der Schaltermechanismen und der Stößelbetätiger vorgesehen. Eine derartige Einstellbarkeit
wird durch eine Trägerpfanne vorgesehen.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der neue und
verbesserte Aufbau vorgesehen, mit dem sowohl eine Verstellung der Arbeitstemperatur des Systems als auch
der Temperaturdifferenz des Systems unabhängig voneinander in einem System einstellbar sind, wobei
beide Verstellungen die Arbeitsweise einer einzigen Verstellfeder modifizieren. Es ist daher nicht notwendig,
zwei getrennt ausgerichtete Federn zu verwenden, um ίο die beiden gewünschten Verstellfunktionen vorzusehen.
In der Praxis wird die Einstellung der Temperaturdifferenz
während der Herstellung des Thermostaten vorgenommen und nicht durch den Benutzer des
Thermostaten verändert. Andererseits wird die Arbeits- oder Betriebstemperatur des Thermostaten von dem
Benutzer eingestellt
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert.
In diesen ist
In diesen ist
F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Thermostaten,
Fig. 2 eine Draufsicht ähnlich wie in Fig. 1, wobei
Teile zur Illustration des Aufbaus abgenommen sind, Γ i g. 3 ein Längsschnitt, der zur besseren Erläuterung
des Innenaufbaus in verschiedenen Ebenen verläuft,
F i g. 4 eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Anordnung der Trägerpfanne darstellt,
F i g. 5 eine schematische Ansicht, die die Einstellung der Betriebstemperatur des Thermostaten zeigt, und
Fig.6 eine schematische Ansicht ähnlich der Fig. 5,
die die Einstellung der Temperaturdifferenz des Thermostaten zeigt.
Der in F i g. 1 bis 3 dargestellte Thermostat umfaßt 3s ein Gehäuse, das sich aus einem Hauptteil 11 und einem
Schalterabdeckteil 12 zusammensetzt. Die beiden Teile sind vorzugsweise aus Phenolharz od. dgl. geformt und
sind untereinander mittels Schrauben 13 und 14 verbunden. Die beiden Teile bestimmen zusammen eine
Hauptschalterkammer 16. Ein feststehender Unterbrecherhebel 17 ist an einem Ende an dem Hauptteil 11
mittels eines Niets befestigt, der den ortsfesten Unterbrecherhebel 17 mit einer nichi dargestellten
Außenklemme elektrisch verbindet. Das entgegengesetzte Ende des feststehenden Unterbrecherhebels 17
ist in einer in dem Hauptteil 11 gebildeten Ausnehmung
19 angeordnet. Die verschiedenen Elemente sind se bemessen, daß das freie Ende des feststehender
Unterbrecherhebels mit den Flächen in Eingriff kommt die von der Ausnehmung 19 /ur Sicherung einei
genauen Anordnung des freien Endes gebildet werden. Ein beweglicher Unterbrecherhebel der Schalterein
richtung 21 ist auf dem Hauptteil 11 an einem End( mittels eines Niets 22 gelagert, der den beweglichei
5.S Unterbrecherhebel der Schalteinrichtung 21 mit eine außen befindlichen Klemme 23 elektrisch verbindet. Dii
Klemme ist der Klemme ähnlich, die mit dem ortsfestei Unterbrecherhebel 17 mittels des Niets 18 verbundei
ist. Der bewegliche Hebel der Schaltereinrichtung 21 is no aus relativ dünnem Federmaterial gebildet und si
geformt, daß er sich diagonal durch die Schalterkamme zu einem freien, unter dem feststehenden Unterbrecher
hebel 17 angeordneten Ende erstreckt. Ein bewegliche Kontakt ist auf dem freien Ende des bewegliche
<>s Unterbrecherhebels montiert und zum Eingriff mi
einem festliegenden, auf dem feststehenden Unter brecherhebel 17 montierten Kontakt 26 vorgesehet
Der Schaltermechanismus ist wie in Fig. 3 dargesteli
geschlossen, wenn die beiden Kontakte 24 und 26 aneinanderliegen. Wenn jedoch der bewegliche Unterbrecherhebel
der Schaltereinrichtung 21 aus der dargestellten Stellung nach unten gebogen wird,
bewegen sich die Kontakte, den Schalter öffnend, auseinander.
Eine Schalterbetätigung wird durch eine Betätigungseinrichtung 27 bewirkt, die der Länge nach in einer in
dem Schalterabdeckteil gebildeten Öffnung 28 geführt ist. Das untere Ende der Betätigungseinrichtung ist
derart ausgebildet, daß es an einem auf dem beweglichen Unterbrecherhebel der Schaltereinrichtung
21 gebildeten Vorsprung 29 angreifen kann und das obere Ende befindet sich in Ausrichtung mit dem
Mittelpunkt einer Bimetallschnappscheibe 31. Der Umfang der Schnappscheibe 31 ist in einer Scheibenträgerpfanne
32 gelagert, die sich gegen drei symmetrisch angeordnete auf dem Schalterabdeckteil 12
gebildete Vorsprünge abstützt. Die Trägerpfanne ist in einer unten beschriebenen Weise ausgerichtet, um die
Schnappscheibe 31 in geeigneter Weise hinsichtlich des oberen Endes der Betätigungseinrichtung zu positionieren.
Die Schnappscheibe 31 besitzt zwei stabile Stellungen,
zwischen denen sie sich auf Temperaturänderungen hin mit einer Schnappwirkung ansprechend bewegt.
Wenn sich die Scheibe in der in F i g. 3 gezeigten stabilen Stellung befindet, weist ihr Mittelteil einen
Abstand von dem Ende der Betätigungseinrichtung 27 auf Die Schnappbewegung der Scheibe aus dieser
stabilen Stellung in die untere stabile Stellung läßt den Mittelteil der Scheibe mit der Betätigungseinrichtung 27
πι Eingriff kommen und dadurch bewegt sich letztere
wie in Fig.3 dargestellt abwärts und verursacht ein
Öffnen des Schalters. Eine Rückschnappbewegung in die dargestellte Stellung bewirkt ein Schließen des
Schalters. Die Scheibenträgerpfanne 32 sieht ein Spiel vor. damit ein öffnen des Schalters nur nach einer
Schnappbewegung erfolgt. Dieser Aufbau gewährleistet, daß ein vollkommener Kontaktdruck bis zu dem
Augenblick aufrechterhalten wird, in dem sich der
Schalter öffnet, und daß er in dem Augenblick wieder
hergestellt wird, in dem sich der Schalter schließt.
Eine balkenartige Federvorrichtung 34 ist etwa in der
Mute mittels eines Drahtelementes als Einstellvorrichtung 36 abgestützt und erstreckt sich an einem Ende bis
zu einer Stelle über der Schnappscheibe 31 Ein Paar
geringe Reibung aufweisender Knöpfe, die aus Kunststoffmaterial wie Phenolharz od. dgl bestehea sind an
dem freien Ende der Federvorrichtung 34 montiert um sie mit der von der Betätigungseinrichtung entfernten
Seite der Schnappscheibe 31 an zwei im wesentlichen hinsichtlich der Mittelachse 38 der Schnappscheibe 31
symmetrisch angeordneten Stellen in Eingriff zu bringen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird auf die Scheibe eine dauernde Kraft ausgeübt Die beiden Knopfe 37 sind vorgesehen, um diese Kraft zu
verteilen und um zu verhindern, dsS letztere eine nachteilige Verformung der Scheibe verursacht
Das andere Ende der Federvorrichtung 34 ist mit
einem Ende 39 versehen, das an einer Nockenoberftäche
4t auf einem drehbaren Nockenumfang als Einsteilvornchtung 42 angreift Die verschiedenen Elemente sind
so proportioniert daß die Nockenoberfläche an dem daran aufliegenden Ende der Federvorrichtung 34 erne
aufwärts gerichtete Kraft erzeugt die bei den Knöpfen
37 one auf die Schnappscheibe 31 abwärts gerichtete Kraft zur Folge hat Die Größe der von der Feder auf
die Scheibe ausgeübten Kraft wird durch die Stellung der Nocke als Einstellvorrichtung 42 gesteuert.
Der Nockenumfang als Einstellvorrichtung 42 weist eine zentrale sechseckige öffnung 43 auf, die so
proportioniert ist, daß sie einen verbindenden sechsekkigen Abschnitt 44 auf einer Steuerachse 46 aufzunehmen
vermag. Letztere ist mit ihrem unteren Ende in einer in dem Hauptteil 11 gebildeten öffnung 47 und mit
ihrem oberen Ende mittels einer öffnung 48 in einem Bügel 49 gelagert angeordnet. Bei diesem Aufbau wird
die Drehstellung durch eine Steuerachse 46 eingestellt, wobei die Nocke jedoch in Längsrichtung der
Steuerachse 46 frei beweglich ist. Eine Eichschraube ist in das Hauptteil 11 in Fluchtlinie mit dem Ende 39
eingeschraubt und greift an einer Planfläche 52 der Nocke als Einstellvorrichtung 42 an, um die Axialstellung
der Nocke in bezug auf das Hauptteil festzulegen. Die Federvorrichtung 34 hält das Ende der Eichschraube
51 und die Nocke als Einstellvorrichtung 42 miteinander in Eingriff. Ein zweiter Schaltermechanismus,
der einen feststehenden Kontakt 53 und einen beweglichen Unterbrecherhebel aufweist, ist in das
Hauptteil eingebaut und wird von einer radial gerichteten Nase an der Nocke betätigt, wenn letztere
in die in F i g. 2 gezeigte Stellung gedreht wird.
Wie aus F i g. 4 hervorgeht, ist die Scheibenträgerpfanne
32 einstellbar, um die Scheibe entlang der Mittelachse 38 bewegen zu können und um für eine
geeignete Anordnung der Scheibe, für die Elemente des Schaltmechanismus und für die Betätigungseinrichtung
des Thermostaten sorgen zu können. Diese Einstellbarkeit macht eine besondere Anpassung von Teilen des
Thermostaten überflüssig bzw. minimalisiert den Aufwand dafür und sorgt für eine Einrichtung zur
Kompensation von Abmessungstoleranzen, wie sie sich bei der Produktion ergeben. Die Scheibenträgerpfanne
32 is; mit drei symmetrisch angeordneten nockenartigen
Flächen 57 versehen, die von der unteren Fläche der Pfanne schräg nach abwärts verlaufen. |ede nockenanige
Fläche greift an einen Vorsprung 33 an. Bei Drehung der Scheibenirägerpfanne 32 werden die Nocken relativ
zu den zugeordneten Vorsprüngen bewegt, wodurch eine Bewegung der Scheibenträgcrpfannc in axialer
Richtung bewirkt wird Diese Kinstcllbarkeit bestimmt
die Stellung des Umfangs der Schnappscheibe 31 in bezug auf das benachbarte Fndc vier Betätigungseinrichtung
27. Da drei Nocken und drei Vorsprunge
vorgesehen sind, sorgen die Nocken tür eine vollkommene
Positionierung der Schcibcnirjigcrptannc. Bei der
dargestellten Ausführungsform übt die Federvorrichtung 34 eine ausreichende Kraft auf die Schnappscheibe
m allen ihren Stellungen aus. um die Schnappscheibe in
der Scheibenträgerpfanne 32 und letztere dann wieder an den Vorsprüngen 33 zu halten. Aus diesem Grunde
sind weitere Befestigungsemrichtungen nicht erforderlich.
Die Scheibenträgerpfanne »st mit einer Vielzahl von
in Abstand voneinander angeordneten Vorsprängen versehen, die sich von ihr nach aufwärts erstrecken und
so proportioniert sind, um, wie bei SSa gezeigt ist
jeweils in eine öffnung ah Oberfläche 59 in dem
Gehäuse hineingebogen zu werdea Die Vorsprunge haben jeweils voneinander einen Winkelabstand, der
von dem zwischen den Offnungen vorgesehenen Winkelabstand differiert um so nonnisartige Verhältnisse zu schaffen. Bei einem derartigen Aufbau ist immer
mindestens em Vorsprung auf eine zugeordnete Aussparung ausgerichtet Eine Pfannenverstellung wird
durch Drehung der Scheibenträgerpfanne bewirkt, bis die gewünschte Stellung erreicht ist. Einer der
Vorsprünge wird dann in eine fluchtende öffnung gebogen und die Scheibenträgerpfanne ist somit gegen
weitere Bewegung verriegelt.
Die Einstellung der Temperaturdifferenz wird durch Biegen des Stützdrahtes als Einstellvorrichtung 36
entweder zum Scheibenende der Federvorrichtung 34 hin oder von ihm weg bewirkt. Wie F i g. 1 zeigt, ist die
Federvorrichtung 34 annähernd in der Mitte der Länge der Federvorrichtung mit einander gegenüberliegenden
Aussparungen 61 versehen. Diese Aussparungen 61 entsprechen zugeordneten, an dem Hauptteil 11
ausgebildeten Vorsprüngen 62. um die Federvorrichtung in Axialrichtung festzulegen. Der Stützdraht wird ,5
an seinen Enden von zwei Nieten 63 getragen und ist an jedem Ende mit einem Ring versehen, der sich um den
Schaft des jeweiligen Nietes erstreckt. Wenn der Stützdraht von der Scheibe weg bewegt werden soll,
wird der Stützdraht vorzugsweise nur an einem Ende verbogen, so daß er sich diagonal durch die Federvorrichtung
34 erstreckt, wie es bei 36' gestrichelt dargestellt ist. Wenn eine größere Verstellung in dies ^r
Richtung gefordert wird, wird auch das entgegengesetzte Ende des Stützdrahtes gebogen, um es von dem
Plattenende der Federvorrichtung weg zu bewegen. Falls andererseits eine Verstellung in der entgegengesetzten
Richtung gewünscht wird, wird der Stützdraht vorzugsweise wieder an einem Ende in Richtung auf die
Schnappscheibe gebogen. Hier kann das entgegengesetzte Ende auch wieder in dieselbe Richtung gebogen
werden, falls eine große Verstellung gefordert wird.
Aus den F i g. 5 und 6 ergibt sich deutlich die Art, in der die Federvorrichtung 34 eingestellt wird, um
getrennte Verstellungen sowohl für die Arbeitstemperatür
als auch für die Temperaturdifferenz vorzusehen. In diesen schematischen Darstellungen werden gleiche
Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet. Es ibt darauf
hinzuweisen, daß das Verhältnis zwischen der positiven, von der Federvorrichtung 34 gebildeten Federkonstante
und der negativen, von der Schnappscheibe gebildeten Federkonstanten für ein gegebenes Federsystem
die Temperaturdifferenz bestimmt. Nach der Herstellung hat die Scheibe in unbelastetem Zustand
eine Temperaturdifferenz, die durch das zur Bildung der
Schnappscheibe verwendete Material und durch die während der Herstellung erzeugte Scheibenform
bestimmt wird. Beispielsweise vermag eine typische Schnappscheibe im unbelasteten Zustand aus einer
stabilen Stellung bei Erreichen einer Temperatur von
100C umzuschnappen und bei Erreichen einer Temperatur von 21°C zurückzuschnappen. Eine solche Schnappscheibe hat im unbelasteten Zustand eine Temperaturdifferenz von U0C und Arbeitstemperaturen von 10°C
bzw. 21°C Wenn die Schnappscheibe zu einer stabilen Stellung hin mit einer Federkraft mit einer positiven
Federkonstanten beaufschlagt wird, die einen kleineren absoluten Betrag als die negative Federkonstante
aufweist wird die Temperaturdifferenz reduziert Der Betrag der Verminderung der Temperaturdifferenz ist ^o
größer, wenn der absolute Betrag der positiven Federkonstanten der beaufschlagenden Kraft vergrößert wird. Wenn die positive Federkonstante der
beaufschlagenden Kraft gleich dem absoluten Betrag der negativen Federkonstanten der Platte wäre, würde
letztere ihre Schnappcharakteristik verlieren und die Temperaturdifferenz würde natürlich Null werden.
Andererseits kann die Temperaturdifferenz der Platte einstellbar vermindert werden, wenn der absolute
Betrag der positiven Federkonstanten der beaufschlagenden Kraft eingestellt werden kann.
Bei dem dargestellen Ausführungsbeispiel kann der Stützdraht als Einstellvorrichtung 36 aus einer Stellung
annähernd in der Mitte der Federvorrichtung zu dem Schnappscheibenende der Federvorrichtung 34 oder
von ihm weg bewegt werden. Wenn der Stützdraht zu dem Schnappscheibenende der Federvorrichtung hin
bewegt wird, wie in Fig.6 gestrichelt bei 36a dargestellt, wird der absolute Betrag der positiven
Federkonstanten der auf die Schnappscheibe mittels der Federvorrichtung 34 ausgeübten Kraft vergrößert, und
die Temperaturdifferenz der Schnapptätigkeit des Systems wird daher verkleinert. Eine Bewegung des
Stützdrahtes als Einstellvorrichtung 36 in einer Richtung vom Schnappscheibenende der Federvorrichtung
34 weg, wie sie durch die gestrichelte Darstellung bei 366 gezeigt ist, vermindert den absoluten Betrag der
positiven Federkonstanten der von der Feder auf die Scheibe ausgeübten Kraft, was ein Anwachsen der
Temperaturdifferenz für das Umschnappen der Schnappscheibe bewirkt. Daher wird eine Verstellung
der Temperaturdifferenz des dargestellten Thermostaten durch Bewegen des Stützdrahtes als Einstellvorrichtung
36 von dem Schnappscheibenende der Federvorrichtung 34 weg oder zu ihn hin erhalten.
Die Arbeits- oder Betriebstemperatur der Schnappscheibe im unbelasteten Zustand wird, wie bereits
erwähnt, durch das zu ihrer Herstellung verwendete Material, sowie durch die Form der Schnappscheibe
bestimmt. Eine derartige Betriebstemperatur kann jedoch durch Aufbringen einer Federkraft verändert
werden, die die Schnappscheibe zu einer der stabilen Stellungen hin beaufschlagt Solange die Federkonstante
der auf die Scheibe ausgeübten Kraft nicht variiert, wirkt sich eine Verstellung der Federkraft nicht auf die
Temperaturdifferenz des Systems oder den Schnappbereich, sondern lediglich auf die Betriebstemperatur aus.
In der dargestellten Ausführungsform hebt oder senkt eine Drehung der Nocke als Einstellvorrichtung 42, die
mit einer schrägen Nockenfläche versehen ist das von der Schnappscheibe 31 entfernte Ende der Federvorrichtung
34, wodurch die auf die Schnappscheibe ausgeübte Kraft sich ändert. Eine derartige Verstellung
verändert jedoch nicht die Federkonstante der Vorrichtung und somit auch nicht die Temperaturdifferenz für
eine gegebene Fixierung oder Anordnung des Stützdrahtes als Einstellvorrichtung 36. In dem dargestellten
Aufbau wird die gesamte Länge der Federvorrichtung nicht durch eine Verstellung der Anordnung des
Stützdrahtes verändert Daher erzeugen geringe Verstellungen des Stützdrahtes, wenn letzterer nahe an der
Mitte der Federvorrichtung bleibt keine bedeutenden Veränderungen in dem Verstellbereich derselben. Die
Praxis hat gezeigt daß, wenn die Federvorrichtung wie dargestellt einen im wesentlichen gleichförmigen
Querschnitt aufweist der Verstellbereich nicht wesentlich durch Verstellung des Stützdrahtes verändert wird,
und daß das Maß der Veränderung der von der Federvorrichtung 34 auf die Schnappscheibe ausgeübten Federkraft bei einer Bewegung des entfernten
Endes der Federvorrichtung durch die Nockenoberfläche 41 nicht bedeutend verändert wird, solange der
Stützdraht nahe der Mitte der Federvorrichtung angeordnet ist Folglich bleibt der Bereich oder die
Veränderung der Betriebstemperatur für eine gegebene Verschiebung des Nockenendes der Federvorrichtung
34 im wesentlichen konstant, obwohl der Stützdraht längs der Federvorrichtung zwischen Stellungen nahe
der Mitte derselben eingestellt wird. Aus diesem Grunde ist es nicht notwendig, den Winkel der
Nockenoberfläche 41 zur Kompensation der Verstellung der Stellung des Stützdrahtes als Einstellvorrichtung
36 zu variieren.
Der Zusammenbau und die Einstellung des dargestellten Thermostaten geschehen wie folgt. Nachdem die
Schaltelemente in dem Schalterhohlraum montiert worden sind, wird das Schalterabdeckteil in seiner
Stellung befestigt und die Betätigungseinrichtung 27 in der öffnung 28 angeordnet. Darauf werden die
Scheibenträgerpfanne und die Schnappscheibe eingesetzt. Nachdem der Rest der Thermostatelemente
zusammengebaut ist wird die Scheibenträgerpfanne gedreht, um die Schnappscheibe zur Kompensation von
Produktionstoleranzen zum Schaltermechanismus hin- oder davon wegzubewegen. 1st die Trägerpfanne einmal
in geeigneter Weise angeordnet und sichergestellt daß die Schalterkontakte sich im wesentlichen im Mittelpunkt
des Schnappbereiches der Schnappscheibe öffnen und schließen, wird der entsprechende Vorsprung 58a in
eine darauf ausgerichtete Öffnung der Oberfläche 59 zur Verriegelung der Scheibenträgerpfanne gebogen.
Die Federvorrichtung 34 ist aus einem Material gebildet, das einen solchen Federwert aufweist, daß,
wenn der Stützdraht als Einstellvorrichtung 36 annähernd in der Mitte angeordnet ist eine Temperaturdifferenz
für das System erzeugt wird, die sich der gewünschten Temperaturdifferenz annähert. Die Temperaturdifferenz
des Systems wird dann bestimmt um zu überprüfen, ob eine Verstellung des Stützdrahtes
erforderlich ist Falls festgestellt wird, daß die Temperaturdifferenz im Betrieb zu groß ist wird der
Stützdraht als Einstellvorrichtung 36 verbogen, um den wirksamen Abstützpunkt zum Scheibenende der Federvorrichtung
34 hin zu bewegen und um dadurch die Differenz zu vermindern. Der Stützdraht kann erst an
einem Ende verbogen werden, so daß er sich unter einem leichten Winkel quer zur Federvorrichtung
erstreckt da ein derartiges Einstellen für eine größere Verstellbewegung bei gegebener Verminderung der
Differenz ergibt als wenn beide Enden gleichzeitig verbogen würden. Falls andererseits bei der Anfangsmessung
der Temperaturdifferenz festgestellt wird, daß die Differenz zu klein ist wird der Stützdraht als
Einstellvorrichtung 36 gebogen, um ihn von dem Scheibenende der Federvorrichtung 34 wegzubewegen.
Wenn die gewünschte Temperaturdifferenz erreicht ist wird die Betriebstemperatur der Schnappscheibe bei
einer gegebenen Drehstellung der Nocke als Einstellvorrichtung 42 bestimmt Falls die Temperatur in einem
Thermostaten, in dem die Federwirkung zur Verminderung der Betriebstemperatur verwendet wird, zu hoch
ist wird die Eichschraube 51 eingeschraubt um die auf die Schnappscheibe ausgeübte Federkraft für eine
bestimmte Drehsteltang der Nocke zu erhöhea Falls natürlich bei einem derartigen System eine Steigerung
der Arbeite- oder Betriebstemperatur gefordert wird,
wird die Eichschraube 51 zur Verminderung der Kraft nach außen gedreht
10
Da die Verstellung des Stützdrahtes in der Nähe der Mitte der Federvorrichtung keine bedeutsame Veränderung
der auf die Schnappscheibe 31 ausgeübten Kraft der Federvorrichtung 34 für einen gegebenen Betrag
der Bewegung des Nockenendes der Federvorrichtung hervorruft, ist es lediglich notwendig, eine Nocke
auszuwählen, die einen wachsenden Winkel aufweist, der bei Verwendung mit der Federvorrichtung 34 die
gewünschte Veränderung der von der Federvorrichtung
ίο auf die Schnappscheibe ausgeübten Kraft entsprechend
dem gegebenen Betrag der Drehung der Nocke erzeugt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Federvorrichtung
34 aus Bimetall gebildet, so daß Temperaturveränderungen derselben eine Veränderung der von der
Federvorrichtung auf die Scheibe ausgeübten Kraft zur Unterstützung der Schnappscheibe bei Betätigung des
Schalters erzeugen. Dies ist insbesondere dann wünschenswert, wenn ein bei relativ niedrigen Temperanirdifferenzen
in der Größenordnung von 1—2,5 "C arbeitender Thermostat gefordert wird. In solch einem
System, in dem sowohl die Schnappscheibe 31 als auch die Federvorrichtung 34 aus Bimetall gebildet sind,
erzeugen sie beide Kraftänderungen in Abhängigkeit von Temperaturänderungen.
Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Elemente so zusammengebaut, daß sich die Kraftänderungen
addieren und daß die Summe der Kraftänderungen, die durch eine Temperaturänderung sowohl der
Schnappscheibe als auch der Federvorrichtung 34 hervorgerufen werden, zur Betätigung des Schalters
verfügbar ist. Ferner sollte bei einem derartigen System, bei dem niedrige Differenzen gefordert werden, die
Federkonstante des beweglichen Unterbrecherhebels relativ niedrig sein, so daß sie die Schnappscheibe nicht
zum Halten bringt wenn das Spiel herausgenommen wird und die Schrappscheibe den Schalter zu öffnen
beginnt. Aus diesem Grund ist der bewegliche Unterbrecherhebel vorzugsweise mit einer bogenförmigen
Aussparung 66 in der Nähe des Nietes 22 ausgebildet so daß der Unterbrecherhebel mit einer
relativ geringen Kraft bewegt werden kann und sich mit einer gelenkartigen Wirkung entlang einer Linie an dem
Ende der Aussparung 66 verbiegt Ein derartiger Aufbau setzt eine ausreichende Materialstärke jenseits der
Enden der Aussparung zur Übertragung kräftiger Ströme voraus.
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß der beschriebene Thermostat so eingestellt werden kann,
daß er sehr niedrige Temperaturdifferenz in der Größenordnung von 1 — 25° C aufweisen kann, wobei er
noch genügend thermisch induzierte Kraft liefert, um den Schaltermechanismus selbst unter relativ ungünstigen
Bedingungen ausreichend zu betätigen. Ferner hat sich gezeigt, daß wegen der Betätigung des Schalters
SS erst dann, wenn die Scheibe ihre Schnappbewegung
vollführt und weil demzufolge der volle Kontaktdruck des Schalters bis zum Moment seiner öffnung
aufrechterhalten wird, die Lebensdauer der Kontakte verbessert wird, und daß der Thermostat imstande ist
über viele Perioden zufriedenstellend zu arbeiten, selbst wenn er bei relativ hohen Belastungen arbeitet
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Einstellbarer Thermostat mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten bimetallischen
Schnappscheibe, die einen mit Schnappwirkung zwischen einer ersten und einer zweiten stabilen
Stellung in Abhängigkeit von Temperaturänderungen beweglichen Wirkteil aufweist, wobei die
Schnappscheibe zwischen diesen Stellungen eine negative Federkonstante aufweist, mit Schalteinrichtungen
im Gehäuse, die wirksam mit dem Wirkteil der Schnappscheibe verbunden sind und sich auf die
Bewegung des Wirkteils zwischen den genannten Stellungen reagierend öffnen und schließen, und mit
einer einstellbaren Federvorrichtung, du; eine positive Federkonstante aufweist und in allen
Stellungen des Wirkteils eine Federkraft auf die Schnappscheibe zwischen dessen erster und dessen
zweiter Stellung aufbringt, wobei der Wirkteil in Richtung auf die erste Stellung hin gedrängt wird,
ohne diese Stellungen und die Stellung der Schnappscheibe beim Schalten wesentlich zu ändern,
dadurch gekennzeichnei, daß die einstellbare Federvorrichtung (34) als einzelnes
Glied ausgebildet ist, das mit einer ersten Einstellvorrichtung (36), die zum Verändern des Wertes der
positiven Federkonstante betätigbar ist, und mit einer zweiten Einstellvorrichtung (42) in Kontakt
steht, die zum Verändern des Wertes der Federkraft betätigbar ist, wobei ein Verstellen der ersten
Einstellvorrichtung (36) den Wert der positiven Federkonstante verändert, ohne die Änderung
wesentlich zu beeinflussen, die der auf die Schnappscheibe wirkenden Kraft durch ein vorbestimmtes
Verstellen der zweiten Einstellvorrichtung (42) erteilt wird, und daß die positive Federkonstante
einen absoluten Wert aufweist, der kleiner ist als der absolute Wert der negativen Federkonstanten der
Schnappscheibe (31).
2. Einstellbarer Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der
ersten Einstellvorrichtung (36) im wesentlichen keine Auswirkung auf den Betrieb der zweiten
Einstellvorrichtung (42) hat.
3. Einstellbarer Thermostat gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnei, daß
die Verstellung der zweiten Einstellvorrichtung (42) im wesentlichen keine Auswirkeng auf die positve
Federgröße der Federvorrichtung (34) hat.
4. Einstellbarer Thermostat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Federvorrichtung (34) eine einzige Feder aufweist und daß sowohl die erste als auch die zweite
Einstellvorrichtung (36, 42) die einzige Feder einstellt.
5. Einstellbarer Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnei, daß die
Federvorrichtung (14) eine Blattfeder aufweist, deren eines Ende mit dem zentralen Teil der to
Schnappscheibe (31) zum Aufbringen einer Federkraft darauf wirksam verbunden ist, daß die erste
Einstellvorrichtung (36) mit der Feder zwischen ihren Enden in Eingriff steht, daß die zweite
Einstellvorrichtung (42) an dem anderen Ende (39) hs
der Feder angreift, daß die erste Einstellvorrichtung (36) in Längsrichtung der Feder und die zweite
Einstellvorrichtung (42) im wesentlichen in Richtung
der Normalen zur Feder einstellbar ist
6. Einstellbarer Thermostat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schaltereinrichtungen (21) in
dem Gehäuse (10) durch eine Scheibenträgerpfanne (32) im Gehäuse, wobei die in der Pfanne
angeordnete bimetallische Schnappscheibe irr. Verhältnis
zu dem Gehäuse positioniert ist, und durch eine Betätigungseinrichtung (27), die die Schnappscheibe
(31) und die Schaltereinrichtungen (21) wirksam verbindet und letztere in Abhängigkeit von
der Bewegung der Schnappscheibe betätigt, wobei die Scheibenträgerpfanne (32) und das Gehäuse
ineinandergreifend ausgebildete Oberflächen (58, 59) aufweisen, die so geformt sind, daß sie eine
Einstellung der Bewegung der Schnappscheibe in Abhängigkeit von der relativen Bewegung zwischen
der Trägerpfanne und dem Gehäuse bewirken, und durch Vorsprünge (58a), die die Trägerpfanne und
das Gehäuse in der eingestellten Stellung festhalten.
7. Einstellbarer Thermostat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Bewegung
eine relative Drehung um die zentrale Achse ist.
8. Einstellbarer Thermostat gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden
Oberflächen (58, 59) symmetrisch um die genannte Achse angeordnete schräge Nockenflächen
(57) aufweisen.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11744371A | 1971-02-22 | 1971-02-22 | |
US11744371 | 1971-02-22 | ||
US24575072A | 1972-04-20 | 1972-04-20 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2204362A1 DE2204362A1 (de) | 1972-09-07 |
DE2204362B2 true DE2204362B2 (de) | 1977-06-02 |
DE2204362C3 DE2204362C3 (de) | 1978-01-26 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2126196A1 (de) | 1972-10-06 |
FR2126196B1 (de) | 1977-09-02 |
US3735319A (en) | 1973-05-22 |
CA951694A (en) | 1974-07-23 |
GB1369545A (en) | 1974-10-09 |
DE2204362A1 (de) | 1972-09-07 |
US3676817A (en) | 1972-07-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |