DE2725516A1 - THERMAL SWITCH - Google Patents

Description

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K.-H. SchaumburgK.-H. Schaumburg

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

München 80 6.Juni 1977 Munich 80 June 6, 1977

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T,l. (C 311) 981979 Jj 2725516 1E4 1177 T, l. (C 311) 981979 Jj 2725516 1E4 1177

EJJäOTROVAC Fabrikation elektrotechnischer Spezialartikel Gesellschaft m.b.H. ,Ranipengasse 5, A-II94 Wien XIX.EJJäOTROVAC Manufacture of electrotechnical special items Society m.b.H. , Ranipengasse 5, A-II94 Vienna XIX.

ÖsterreichAustria

Thermischer SchalterThermal switch

Die Erfindung betrifft einen thermischen Schalter mit einem aus einem Thermobimetallelement gebildeten Temperaturfühler, der über ein als Plättchen ausgebildetes Übertragungsglied, das in Richtung der temperaturbedingten Bewegung des Temperaturfühlers in einer parallel zur Bewegungsrichtung des Übertragungsgliedes liegenden Nut-Feder-Führung geführt ist, mit einem Kontaktsystem in Verbindung steht.The invention relates to a thermal switch with a temperature sensor formed from a thermal bimetallic element, via a transfer element designed as a plate, which moves in the direction of the temperature-related movement of the temperature sensor in a tongue and groove guide parallel to the direction of movement of the transmission element is performed, is in communication with a contact system.

Bei derartigen thermischen Schaltern hat das Übertragungsglied die Aufgabe die temperaturbedingte Bewegung des Temperaturfühlers auf das Kontaktsystem zu übertragen und so ein oder mehrere Kontaktpaare bei einer bestimmten Temperatur zu schließen oder zu trennen. Wird als Temperaturfühler eine Thermobimetallschnappscheibe herangezogen, die bei einer bestimmten Temperatur von d er einen Lage in die andere schnappt, so wird das Kontaktsystem innerhalb gewisser maßlicher Toleranzen bei dieser Temperatur betätigt. Die bezüglichen Toleranzen sind u.a. vor allem durch das Spiel des Übertragungsgliedes zwischen dem Temperaturfühler und dem Kontaktsystem bedingt.In such thermal switches, the transfer element has the task of temperature-related movement of the temperature sensor to the contact system and so one or more contact pairs for a certain Temperature to close or disconnect. Used as a temperature sensor a thermal bimetallic snap disk is used, which at a certain temperature of the one position in the other snaps, the contact system is operated within certain dimensional tolerances at this temperature. The relevant tolerances are mainly due to the play of the transmission link between the temperature sensor and the contact system.

Bei den bisher bekannten thermischen Schaltern wird das Übertragungsglied meist als zylindrischer StößelIn the case of the thermal switches known to date, the transmission element is usually a cylindrical plunger

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ausgeführt, an dessen Stirnseiten Zapfen angeordnet sind, die einerseits in eine zentrale Bohrung des Temperaturfühlers bzw. der Thermobimetallschnappscheibe, anderseits in eine Bohrung einer einen beweglichen Kontakt tragenden Kontaktfeder eingreifen. Diese Lagerung des Stößels verhindert das Kippen desselben und gewährleistet, daß die Stößelachse im wesentlichen in Richtung der temperaturbedingten Bewegung des Temperaturfühlers Ii^t und so das Übertragungsglied, also der Stößel, in Richtung dieser Bewegung geführt wird.executed, on the front sides of which pins are arranged, on the one hand in a central bore of the temperature sensor or the thermal bimetallic snap disk, on the other hand in engage a bore of a contact spring carrying a movable contact. This storage of the plunger prevents the tilting of the same and ensures that the slide axis is essentially in the direction of the temperature-related movement of the temperature sensor Ii ^ t and so the transfer element, so the plunger is guided in the direction of this movement.

Diese Art der Führung bzw. Lagerung des Übertragungsgliedes weist den Nachteil auf, daß sowohl im Temperaturfühler als auch in der Kontaktfeder Bohrungen erforderlich sind. Dies hat insbesondere bei Thermobimetallschnappscheiben als Temperaturfühler eine geringe Lebensdauer derselben zur Folge, da sich nach einer gewissen Anzahl von Schaltbewegungen um das Loch herum Risse bilden, die den Temperaturfühler unbrauchbar machen.This type of guidance or storage of the transmission member has the disadvantage that both in the temperature sensor as well as holes in the contact spring are required. This is particularly important in the case of thermal bimetallic snap disks as a temperature sensor result in a short service life of the same, since after a certain number of Switching movements around the hole form cracks which make the temperature sensor unusable.

Um diesem Nachteil zu begegnen ist ein thermischer Schalter mit kreisförmiger, in einem zylindrischen Gehäuse untergebrachter Thermobimetallschnappscheibe bekannt geworden, bei dem der als Übertragungsglied dienende zylindrische Stößel an seinen Stirnflächen bombiert ausgebildet ist. Die bombierten Stirnflächen des zwischen der Thermobimetallschnappscheibe und der zu betätigenden Kontaktfeder angeordneten Stößels wirken einerseits mit der Thermobimetallschnappscheibe, anderseits mit der Kontaktfeder zusammen, ohne daß in diesen Bohrungen vorgesehen sind. Zur Führung des Stößels ist ein Führungsröhrchen vorgesehen, in dem der Stößel in Richtung der temperaturbedingten Bewegung der Thermobimetallschnappscheibe geführt ist und das mittels einer kreisförmigen Scheibe im Gehäuse des thermischen Schalters befestigt ist. Bei diesem thermischen Schalter werden die oberwähnten Nachteile vermieden, die durch die Anordnung von Bohrungen in der Thermobimetall-To counter this disadvantage is a thermal switch with a circular, in a cylindrical Housing housed thermal bimetallic snap disk become known, in which the serving as a transmission element cylindrical plunger is formed cambered on its end faces. The cambered faces of the between the Thermal bimetallic snap disk and the contact spring to be actuated arranged plunger act on the one hand with the thermal bimetallic snap disk, on the other hand with the contact spring together without being provided in these holes. A guide tube is provided to guide the plunger, in which the plunger is guided in the direction of the temperature-related movement of the thermal bimetallic snap disk and which is fixed by means of a circular disk in the housing of the thermal switch. At this thermal Switches, the above-mentioned disadvantages are avoided, which are caused by the arrangement of holes in the thermal bimetallic

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Bchnappecheibe entstehen, doch ist die Herstellung einer derartigen Führung verhältnismäßig aufwendig und teuer, zumal für diese Führung ein weiterer Bauteil erforderlich ist. Darüber hinaus ergibt sich durch den durch die Länge des Röhrchens bestimmten Führungeweg eine relativ große Reibung, deren Herabsetzung Grenzen gesetzt sind, weil für eine einwandfreie Führung eine gewisse Mindestlänge des Röhrchens erforderlich ist.Bchnappecheibe arise, but the production is one Such a guide is relatively complex and expensive, especially since a further component is required for this guide. In addition, the guide path determined by the length of the tube results in a relatively high level of friction. the reduction of which is limited because a certain minimum length of the tube is required for proper guidance is required.

Durch die DL-PS 63 811 ist ein thermischer Schalter bekannt geworden, bei dem das Thermobimetallelement als Thermobimetallstreifen ausgebildet ist, dessen Ende an einem als Übertragungsglied ausgebildeten Plättchen angreift, das in einer Nut geführt ist und eine Ausnehmung aufweist, in die das Ende des Thermobimetallstreifens hineinragt.The DL-PS 63 811 is a thermal switch become known, in which the thermal bimetallic element is designed as a thermal bimetallic strip, the end of which is at one as Transmission member engages formed plate, which is guided in a groove and has a recess into which the end of the thermal bimetallic strip protrudes.

Das Ziel der Erfindung besteht nun darin, einen thermischen Schalter zu schaffen, der, um eine serienmäßige Massenfertigung zu ermöglichen, möglichst einfach und aus möglichst wenig Bauteilen zusammengesetzt ist, der aber dennoch eine einfache Übertragung der temperaturbedingten Bewegung des Temperaturfühlers auf das Kontaktsystem bei möglichst langer Lebensdauer gewährleistet.The object of the invention is now to provide a thermal switch which, in order to produce a series To enable mass production, is as simple as possible and composed of as few components as possible, but which is nevertheless a simple transfer of the temperature-related movement of the temperature sensor to the contact system for as long as possible Lifetime guaranteed.

Erfindungsgemäß ist das Plättchen zwischen dem Thermobimetallelement und dem Kontaktsystem angeordnet und beide mit der Bewegungsrichtung in einer gemeinsamen Ebene liegenden Bänder des Plättchen* sind in je einer Nut-Fedor-Führung geführt, wobei sowohl diese Bänder als auch die dem Thermobimetallelement und bzw. oder dem Kontaktsystem gegenüberliegenden Bänder des Plättchens konvex gekrümmt sind.According to the invention, the plate is between the Thermal bimetallic element and the contact system arranged and both bands of the plate * lying in a common plane with the direction of movement are each guided in a groove-fedor guide, both these bands and the dem Thermobimetallic element and / or the contact system opposite strips of the plate are convexly curved.

Mit einer derartigen Führung erübrigen sich nicht nur Bohrungen ie Temperaturfühler und in der Kontaktfeder, so daß die Lebensdauer insbesondere von Theroobimetallschnappscheiben sehr groß ist, sondern es erübrigen eich auoh zusätzliche Bauteile zur Führung tee übertragungegliedes. Dabei kann das Übertragungeglied alt der Feder bew. «erSuch a guide not only eliminates the need for bores ie temperature sensors and in the contact spring, so that the service life of thermo-bimetallic snap disks is very long, but there is no need for calibration Also additional components for guiding the transmission link. The transmission member can move old of the spring

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Nut ausgestattet werden, wobei die zugehörige Nut bzw. Feder unmittelbar am Gehäuse des Schalters angeordnet sein kann. Das als Plättchen ausgebildete Übertragungsglied ist in einfachster Weise herstellbar und kann als Ganzes Als in Nuten geführte Feder ausgebildet sein. Die Nuten können dabei unmittelbar in das umgebende Gehäuse eingearbeitet sein. Besteht das Plättchen beispielsweise aus gesintertem Glas, so sind seine Oberflächen so glatt, daß Reibungsverluste völlig vernachläßigt werden können.Groove are equipped, wherein the associated groove or tongue can be arranged directly on the housing of the switch. The transfer member, designed as a plate, can be produced in the simplest manner and can as a whole as in grooves be formed guided spring. The grooves can be incorporated directly into the surrounding housing. Consists For example, if the plate is made of sintered glass, its surfaces are so smooth that friction losses are completely eliminated can be neglected.

Dadurch, daß die in den Nuten geführten Ränder des Plättchens konvex gekrümmt sind, wird die Reibung des Plättchens in den tführungsnuten auf ein Minimum reduziert, wobei bei einem Kippen des Plättchens um eine zu seiner Ebene senkrechte Achse kein Verklemmen des Plättchens eintreten kann.Because the edges of the plate guided in the grooves are convexly curved, the friction of the plate is increased reduced to a minimum in the guide grooves, whereby if the plate is tilted about an axis perpendicular to its plane, no jamming of the plate occurs can.

Dadurch, daß auch die dem Temperaturfühler und bzw. oder dem Kontaktsystem gegenüberliegenden Ränder des Plättchens konvex gekrümmt sind, wird erreicht, daß sich die wirksame länge des Übertragungsgliedes zwischen dem Temperaturfühler und dem Kontaktsystem im wesentlichen nicht ändert, wenn das Plättchen um seine zu seiner Ebene senkrechte Achse gekippt wird.In that also the edges of the plate opposite the temperature sensor and / or the contact system are convexly curved, it is achieved that the effective length of the transmission link between the temperature sensor and the contact system does not change substantially when the plate is about its axis perpendicular to its plane is tilted.

Vorteilhafterweise liegen die Krümmungsmittelpunkte der konvexen Krümmungen zumindest angenähert gemeinsam im Zentrum bzw. im Schwerpunkt des Plättchens. Die wirksamen BiAder des Plättchens, also jene, die in der Nut-Feder-Führung geführt sind und insbesondere in den Nuten gleiten, und jene, die einerseits dem übertragungsglied, anderseits dem Kontaktsystem gegenüberliegen, bilden Teile von Kreisperipherien, deren Mittelpunkte annähernd im Schwerpunkt des Plättchens liegen. Dadurch sind bei einer Kippbewegung des Plättchens um die durch den Schwerpunkt desselben senkrecht zur Plättchenebene verlaufende Achse die zwischen den Nutenböden und die zwischen dem Temperaturfühler und dem Kontaktsystem lie-The centers of curvature of the convex curvatures advantageously lie at least approximately together in the center or in the center of gravity of the plate. The effective segments of the plate, i.e. those that are guided in the tongue and groove guide and, in particular, slide in the grooves, and those that are opposite the transmission element on the one hand and the contact system on the other, form parts of circular peripheries, the centers of which are approximately in the center of gravity of the Platelets. As a result, when the plate is tilted about the axis running through its center of gravity perpendicular to the plate plane, those between the groove bases and between the temperature sensor and the contact system are

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genden wirksamen Längen konstant, so daß sich bei Kippbewegungen keinerlei Abstandsänderungen ergeben.The effective lengths are constant, so that there are no changes in distance during tilting movements.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen thermischen Schalters dargestellt.In the drawing, an embodiment of a thermal switch according to the invention is shown.

Pig.1 zeigt einen erfindungsgemäßen thermischen Schalter imPig.1 shows a thermal switch according to the invention in

Schnitt nach der Linie I-I der Fig.2 und Pig.2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig.1.Section along the line I-I of Figure 2 and Pig.2 a section along the line II-II of Fig.1.

Der in der Zeichnung dargestellte thermische Schalter weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, das mit einem Deckel 2 abgeschlossen ist, in dem eine Thermobirnetallschnappscheibe 3 angeordnet ist, die zwischen einer Schulter 4 des Deckels 2 und einer Schulter 5 des Gehäuses 1 angeordnet ist. An der dem Deckel 2 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 1 sind mittels einer Kontaktniete 6 eine den beweglichen Kontakt 7 tragende Kontaktfeder 8 und eine dem elektrischen Anschluß dienende Kontaktzunge 9 sowie mittels einer Kontaktniete 10 eine gleichfalls dem elektrischen Anschluß dienende Kontaktzunge 11 befestigt.The thermal switch shown in the drawing has a cylindrical housing 1 with a Lid 2 is completed, in which a thermal pear metal snap disk 3 is arranged, which is between a shoulder 4 of the Lid 2 and a shoulder 5 of the housing 1 is arranged. On the side of the housing 1 opposite the cover 2 By means of a contact rivet 6, a contact spring 8 carrying the movable contact 7 and a contact tongue 9 serving for the electrical connection, and by means of a contact rivet 10 also serving for the electrical connection Contact tongue 11 attached.

Zur Übertragung der temperaturbedingten, inTo transfer the temperature-related, in

Richtung des Doppelpfeiles 12 verlaufenden Bewegung der Thermobimetallschnappscheibe 3 ist ein Plättchen 13 vorgesehen, das in an der Gehäuseinnenwand angeordneten Hüten H in Richtung des Doppelpfeiles 12 geführt 1st. Sowohl die in den Nuten H gleitenden Ränder 15 als auch die der Kontaktfeder 8 bzw. der Thermobimetallechnappscheibe 3 gegenüberliegenden Ränder 16 des Plättchens 13 sind konvex ausgebildet, wobei der Krümmung emittelpunkt 17 dieser konvexen Ränder im Schwerpunkt des Plättchens 13 liegt, so daß sich bei Kippbewegungen des Plättchens 13 um eine sich duroh den Krümmungsmittelpunkt 17 senkrecht zur Plättchenebene erstreckende Achse die Abstände a bzw. b nicht ändern, wobei der Abstand a die zwischen der Kontaktfeder 8 und der Thermobimetallschnappecheibe 3 liegende wirksame Länge des duroh das Plättchen 13 gebildeten Ubertragungsgliedes und der Abstand b der maximale wirksame AbstandMovement of the thermal bimetallic snap disk 3 running in the direction of the double arrow 12, a plate 13 is provided, which is guided in hats H arranged on the inner wall of the housing in the direction of double arrow 12. Both those in the grooves H sliding edges 15 as well as those of the contact spring 8 or the thermal bimetallic snap disk 3 opposite edges 16 of the plate 13 are convex, the curvature being the center point 17 of these convex edges in the center of gravity of the plate 13 is so that when tilting movements of the plate 13 around a duroh the center of curvature 17 perpendicular to the platelet plane extending axis does not change the distances a and b, the distance a between the Contact spring 8 and the Thermobimetallschnappecheibe 3 lying effective length of the transmission member formed duroh the plate 13 and the distance b is the maximum effective distance

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der in den Nuten H beweglichen Ränder 15 dee Plättchens 13 Bind.of the edges 15 of the plate, which are movable in the grooves H 13 bind.

Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann das Plättchen I3 auch oval oder kreisförmig ausgebildet sein. Auoh kann die zwisohen der Kontaktfeder 8 und der Thermobimetallschnappscheibe 3 liegende Länge des Plättchens 13 größer sein als der Abstand der in den Nuten 14 gleitenden Ränder desselben voneinander. Das Übertragungsglied kann aber auch jede andere Form, beispielsweise die einer Kugel, aufweisen.The invention is not limited to the embodiment shown in the drawing. So can the plate I3 is also oval or circular be. The length of the plate 13 lying between the contact spring 8 and the thermal bimetallic snap disk 3 can also be greater than the spacing between the grooves 14 sliding edges of the same from each other. However, the transmission member can also have any other form, for example the a ball.

Patentansprüche t 708881/0703Claims t 708881/0703

Le e rs e 11 eLe e rs e 11 e

Claims (3)

Patentansprüche :Patent claims: 1. Thermischer Schalter mit einem aus einem Thermobimetallelement gebildeten Temperaturfühler, der über ein als Plättchen ausgebildetes Übertragungsglied, das in Richtung der teinperaturbedingten Bewegung des Temperaturfühlers in einer parallel zur Bewegungsrichtung des Übertragungsgliedes liegenden Nut-Feder-Führung geführt ist, mit einem Kontaktsystem in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (13) zwischen dem Thermobimetallelement (3) und dem Kontaktsystem (8) angeordnet ist und beide mit der Bewegungsrichtung in einer gemeinsamen Ebene liegenden Ränder (15) des Plättchens (13) in je einer Nut-Feder-Führung (H, 15) geführt sind, wobei sowohl diese Ränder (15) als auch die dem Thermobimetallelement (3) und bzw. oder dem Kontaktsystem (8) gegenüberliegenden Ränder (16) des Plättchens (13) konvex gekrümmt sind.1. Thermal switch with one of one Thermobimetallic element formed temperature sensor, which via a transmission element designed as a plate, that in the direction of the temperature-related movement of the temperature sensor guided in a parallel to the direction of movement of the transmission member tongue and groove guide is, with a contact system in connection, characterized in that the plate (13) between the thermal bimetallic element (3) and the contact system (8) is arranged and both with the direction of movement in one Common plane lying edges (15) of the plate (13) are guided in a respective tongue and groove guide (H, 15), wherein both these edges (15) and the bimetallic element (3) and / or the contact system (8) opposite edges (16) of the plate (13) are convexly curved are. 2. Thermischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen (13) in an sich bekannter Weise die Feder der Nut-Feder-Führung bildet und die Nuten (14) im Inneren des Gehäuses (1) des Schalters angeordnet sind.2. Thermal switch according to claim 1, characterized in that the plate (13) is known per se Way forms the tongue of the tongue and groove guide and the grooves (14) inside the housing (1) of the switch are arranged. 3. Thermischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsmittelpunkte (17) der konvexen Krümmungen (15,16) zumindest angenähert gemeinsam im Zentrum bzw. im Schwerpunkt des Plättchens (13) liegen.3. Thermal switch according to claim 1 or 2, characterized in that the centers of curvature (17) of the convex curvatures (15, 16) at least approximately together in the center or in the center of gravity of the plate (13) lie. 709881 /0703709881/0703 INSPECTEDINSPECTED