DE29617781U1

DE29617781U1 - Magnetschalter

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Publication number: DE29617781U1
Application number: DE29617781U
Authority: DE
Original assignee: ALRE IT REGELTECHNIK GmbH
Current assignee: ALRE IT REGELTECHNIK GmbH
Priority date: 1996-07-07
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2006-10-08
Also published as: DE19729920A1

Description

ALRE-IT Regeltechnik GmbH 660/96

Turmstr. 70 6.Okt.1996

10 507 Berlin

Magnetschalter

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf einen Magnetschalter gemäss den einleitenden Teilen der unabhängigen Schutzansprüche. Solche Magnetschalter befinden sich in mehreren Ausführungen auf dem Markt und sind mithin als bekannt vorauszusetzen.

Diese bekannten Ausführungen werden auch für bimetallgesteuerte Zweipunkt-Raumtemperaturregler eingesetzt und leiden dann unter dem Mangel, dass bei der vorgegebenen kleinen Baugrösse des gesamten Temperaturreglers und somit auch des Magneten des Schalters dieser aufgrund der sehr kurzen^.Entfernung des Magneten zur Wurzel des Schaltkontaktes nicht ohne weiteres die notwendige Anzugskraft aufbringen kann. Weiterhin haftete dem Stand der Technik der Nachteil an, dass die Halterung des bekannten Magneten im Gehäuse recht aufwendig gestaltet war.

Der Neuerung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Magneten für einen ,Schalter zu schaffen, der bei extrem kleinen Abmessungen eine sehr grosse Betätigungskraft aufzubringen imstande ist und der ausserdem sehr einfach im Gehäuse gelagert werden kann.

Der erste Teil dieser Aufgabe wird bei einem Magnetschalter der eingangs näher bezeichneten Art neuerungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten unabhängigen Schutzanspruches gelöst.

Hieraus resultiert der überraschende Vorteil, das es es durch die Anwendung der Neuerung möglich ist, die Baugrösse des Magnetschalters und somit auch des gesamten Raumtemperaturreglers signifikant zu verkleinern, ohne dass dies zu Lasten der Güte des Magnetschalters oder Raumtemperaturreglers geht.

Der zweite Teil der Aufgabe wird bei einem Magnetschalter

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der eingangs näher bezeichneten Art neuerungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des zweiten unabhängigen Schutzanspruches gelöst- Hieraus resultiert der Vorteil, dass der Dauermagnet einfach in entsprechende Löcher der Schaltplatine gesteckt und ggf. verklebt wird, ohne dass weitere Konstruktionselemente zu seiner Halterung vorgesehen werden müssen.

Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der weiteren abhängigen Schutzansprüche.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Zweipunkt-Raumtemperaturreglers gemäss den Figuren 1 bis 10 der Zeichnungen näher erläutert, ohne allerdings auf diese Anwendung beschränkt zu sein. Es bedeuten:

Fig. 1 eine Frontansicht eines Raumtemperaturreglers,

Fig. 2 eine Ansicht in das Gehäuse des Reglers bei abgenommenem Deckel,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Regler entlang der _s. Linie III - III in Fig. 2,

Fig. 4 die Befestigung des Magneten in einer Schaltplatine des Reglers im Schnitt,

Fig. 5 bis 7 drei zueinander senkrechte Ansichten des Magneten,

Fig. 8 eine vergrösserte Ansicht der Schaltplatine analog Fig. 2,

Fig. 9 einen Schnitt durch die Schaltplatine und

Fig. 10 die Befestigung der wesentlichen Elemente des Reglers auf der Schaltplatine analog Fig. 2.

In allen zehn Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Ein beliebiges Gerät mit einem elektrischen Zweipunktausgang, hier ein Raumthermostat, weist ein Gehäuse 1 auf, das aus einem Unterteil 2, das unter Benutzung von Löchern 3 an einer Wand befestigt werden kann und einem Frontteil 4 besteht, die beide entlang einer Trennlinie 5 ineinandergesteckt sind. Das Frontteil 4 weist einen Sollwerteinsteller 6, Umschalter 7 und 8 sowie zwei Lichtzeichengeber 9 auf. Ein Innenraum 10 des Gehäuses 1 nimmt eine Schaltplatine 11 auf, die diverse Bauelemente, unter anderem einen Dauermag-

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neten 12 eines Magnetschalters 13, trägt. Der kunststoffgebundene Dauermagnet 12 weist Vierkant-Quaderform auf, vgl. Fig. 4 bis 7 und ist aus einem Gemisch aus Neodym-Eisen-Bor mit Kunststoffpulver einteilig in Form gepresst oder gespritzt, gefertigt. Er besitzt zwei, aus dem gleichen Material bestehende, also mit ihm einteilige zylindrische Stifte 14 und 15, die über die eine Fläche 16 des Quaders mit ihren Enden 17 vorragen und zum unmittelbaren Befestigen und anschliessendem Verkleben des Dauermagneten in entsprechenden Löchern 40, die bezüglich der Stifte 14 und 15 eine Presspassung bilden, der Schaltplatine 11 dienen, vgl. Fig. 4 und 9. Der Quader des Dauermagneten ist so aufgebaut und magnetisiert, dass in Richtung der Längserstreckung 19 der Stifte 14 und 15 sich jeweils ein Süd- und Nordpol hintereinander ergeben, die mit S und N bezeichnet sind. Im Bereich des Endes 17 jedes Stiftes 14 oder 15 liegt ein anderer Pol, also an einem Stift 14 ein Nordpol, dann am anderen Stift 15 ein Südpol oder umgekehrt. Diese Polarisierungen sind durch eine ideelle mittige Magnetfeldtrennlinie 18 separiert. Somit wirken in Arbeitsrichtung 37 des Magneten jeweils ein Nord- und ein Südpol. Dies erhöht die Haftbzw. Betätigungskräfte des Magneten erheblich, weil der Aufbau eines herkömmlichen U-Magneten zweifach in einen quaderförmigen Magneten integriert ist. Ferner kann der Dauermagnet 12 auf Umschlag bestückt werden, weil sich bezüglich gegenüberliegender Flächen 16 und 20 sowie 21 und 22 bzw_v.,23 und 24 jeweils ungleiche Magnetisierungspole nicht unmittelbar gegenüberliegen, sondern um die halbe Bauhöhe 36 entsprechend dem Abstand der ideellen Magnetfeldtrennlinie 18 zu einer der Flächen 16 oder 20 des Magneten versetzt sind. Auf den Flächen 21 und 22, also in Einbaulage oben und unten, da die Schaltplatine in der Einbaulage - vgl. Fig. 1, 2 oder 4 - senkrecht lagert, liegen sich einseits Nord-Südpol / andererseits Süd-Nordpol gegenüber. Der Dauermagnet 12 könnte auch aus einzelnen separat vormagnetisierten und dann miteinander verklebten Segmenten bestehen.

Ferner nimmt die Schaltplatine 11 einen Anker 25 aus Weicheisen auf, der an einem Thermobitallblechstreifen 26 befestigt ist. Beiderseits des Ankers sind je ein feststehender Kontakt 27 und 28 vorgesehen, gegen die sich der als Wurzel fungierende Bimetallstreifen 26 zusammen mit dem Anker 25 als beweglicher Kontakt 38 anlegen kann. Ein Verstellhebel 29 gleitet auf einer Kurvenscheibe 30, die zusammen mit dem Sollwerteinsteller 6 und einem Lagerbolzen 35 verschwenkbar gestaltet sind. An den Anker 25 ist ein flexibler Stromleiter 31 angeschlossen, als anderer Stromleiter dienen Anschlüsse an die Kontakte 27 und 28, die aus Metallträgern 44 bestehen, die gleichzeitig auch die elektrische und mechanische Verbindung zur Schaltplatine bewirken. Die Kontaktierung ist mithin als Umschalter ausgeführt, könnte aber ebenso als Arbeits- oder Ruhekontakt geschaltet sein. Zwei Kondensatoren 32 und 33 sind auf der Schaltplatine 11

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zusätzlich angeordnet und dienen der Funkentstörung. Alle Stromleiter und sonstigen Anschlüsse der Schaltplatine 11 sind an eine Mehrfachanschlussklemme 34 geführt.

Der Dauermagnet 12 wirkt in Verbindung mit dem Anker 25 und den Kontakten 27 und 28 als Bestandteil der Baugruppe Thermobimetallstreifen 26 als Erzeuger eines Sprungverhaltens des temperaturabhängigen Schalters. Nähert sich nämlich der Anker 25 aufgrund einer Bewegung des Bimetallstreifens 26 dem Dauermagneten 12 auf eine bestimmte Entfernung, so zieht die Kraft des Dauermagneten 12 ihn sprunghaft an.

Die Funktion des beschriebenen Magnetschalters 13 ist Folgende: Ausgegangen wird hierbei vom Ruhezustand, das heisst, der Kontakt 25/27 ist geschlossen, der Kontakt 25/ 28 ist offen.

Kühlt sich die Luft in dem Raum ab, an dessen Wand der Raumthermostat angeordnet ist, so folgt der Bimetallstreifen 26 dieser Abkühlung unter Krümmungsveränderung, hier Krümmungsverminderung. Hierbei gerät der Anker 25 verstärkt in den Einflussbereich der Anziehungskraft des Dauermagneten 12, so dass bei Unterschreitung einer bestimmten Mindestentfernung der Anker 25 vom Dauermagneten 12 sprunghaft angezogen wird. Hier öffnet der Kontakt 25/27, und der Kontakt 25/28 schliesst plötzlich und nicht schleichend bei überraschend genau reproduzierbaren Werten. Bei Erwärmung der Luft im Raum verläuft dieser Vorgang in entgegengesetzter Richtung aber mit genau dem gleichen Sprungverhalten des Schaltens. Der Kontakt 25/28 ist dann im Ruhezustand geschlossen, und bei Erwärmung reisst der Bimetallstreifen 26 den Anker 25 vom Dauermagneten 12 plötzlich ab.

Aus den Figuren 8 und 9 geht der mechanische Aufbau der Baugruppe bestehend aus Bimetallstreifen 26, Anker 25 und Kontakten 38, 27 und 28 samt ihrer Befestigung an der Schaltplatine 11 näher hervor, wobei hier in Abweichung vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 nur ein einzelner Öffnungskontakt dargestellt ist. Die Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch die Schaltplatine 11, wobei hier zwei erste Ausnehmungen 40 für den Dauermagneten 12 zu erkennen sind, in die der Magnet gesteckt und dann mit seiner Seite 16 gegenüber der zugewandten Oberfläche 41 der Schaltplatine 11 verklebt ist. Schliesslich sind weitere Ausnehmungen 42 der Schaltplatine 11 zu erkennen, die gesteckte Stifte 43 an den Metallträgern 44 der Kontakte 27 und 28 aufnehmen. Ferner ist eine dritte Ausnehmung 45 in der Schaltplatine 11 vorgesehen, in die ein mehrfach abgesetzter Stift 46 eingedrückt ist, der den Lagerbolzen 47 für den Sollwertversteller 6 lagert. Schlussendlich ist in der Schaltplatine 11 eine vierte Ausnehmung 48 vorgesehen, die einen Stift 49 auf-

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nimmt, der den Verstellanschluss 50 für das Bimetall 26 trägt, der von der Kurvenscheibe 30 verschoben wird. Die Stifte 46 und 49 tragen Ansätze 51 zwecks besserer Halterung in der Schaltplatine 11. Die durch die mit einer Metallkaschierung 52 versehene Oberfläche 41 ragenden Stifte 43 und 46 sind mit der Metallkaschierung zwecks elektrischer Kontaktierung verlötet.

Wesentlich ist also, dass die wichtigsten Elemente des Magnetschalters 13, also Dauermagnet 12, Kontakte 27 und 28 und die Befestigung sowie die Sollwertverstellung des Bimetallstreifens 26 mit Stiften in die Schaltplatine 11 gesteckt sind.

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Claims

tt ftf« * »» ·« ALRE-IT Regeltechnik GmbH 660/96 Turmstr. 70 6.Okt.1996 10 507 Berlin Schutzansprüche:

1. Schaltmagnet ( 13 ) für einen temperaturabhängigen Schalter, insbesondere Raumtemperaturregler, mit einem in einem Gehäuse { 1 ) gelagerten Bimetallstreifen { 26 ), der einen Anker ( 25 ) trägt, der seinerseits unter der Einwirkung eines Dauermagneten ( 12 ) steht, einen Kontakt ( 38 ) trägt, der mit einem gehäusefesten Kontakt { 27, 28) zusammenwirkt und an den ein Stromleiter { 31 ) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet ( 12) aus kunststoffgebundenem in Vierkantform gespritztem Material besteht und derart magnetisiert ist, dass an der Anlagefläche { 21 oder 22 ) des Ankers { 25 ) sowohl ein Nordwie auqh ein Südpol ausgebildet sind.

2. Schaltmagnet { 13 ) für einen temperaturabhängigen Schalter, insbesondere Raumtemperaturregler, mit einem in einem Gehäuse ( 1 ) gelagerten Bimetallstreifen ( 26 ), der einen Anker ( 25 ) trägt, der seinerseits unter der Einwirkung eines Dauermagneten ( 12 ) steht, einen Kontakt { 38 ) trägt, der mit einem gehäusefesten Kontakt ( 27, 28) zusammenwirkt und an den ein Stromleiter { 31 ) angeschlossen ist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet ( 12 ) mittels unmittelbar an ihm anformter Vorsprünge (14, 15 ) in Ausnehmungen ( 40 ) einer Schaltplatine ( 11 ) nach Art einer Presspassung gesteckt und ggf. verklebt ist.

3. Schaltmagnet { 13 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatine ( 11 ) weitere Ausnehmungen ( 42 ) aufweist, in die Stifte { 43 ) von Metallträgern ( 44 ) der Kontakte { 27, 28 ) eingesteckt sind.

4. Schaltmagnet ( 13 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatine ( 11 ) eine dritte Ausnehmung ( 45 ) aufweist, in der ein Lagerbolzen { 47) für den Sollwertversteller ( 6 ) gelagert ist.

5. Schaltmagnet ( 13 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatine { 11 ) eine vierte Ausnehmung { 48 ) aufweist, die einen Stift ( 49 ) für den Verstellhebel ( 29 ) des Bimetallstreifens ( 26 ) tragen.