Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Schalter und,
mehr insbesondere, auf Eichvorrichtungen für Schalter. Die
Erfindung ist insbesondere zur Verwendung in einem
temperaturempfindlichen Schalter geeignet und wird unter
besonderer Bezugnahme darauf beschrieben. Es ist jedoch klar,
daß die Erfindung breitere Aspekte hat und bei jedem Schalter
benutzt werden kann, der eine Eichung verlangt.
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Viele temperaturempfindliche Schalter verlangen eine Eichung,
um bei einer gewünschten Temperatur zu arbeiten.
Eichvorrichtungen sind häufig kompliziert und schwierig einzustellen und
sind manchmal instabil, so daß die gewünschte Eichung
verlorengeht. Es wäre erwünscht, eine relativ einfache und
billige Eichvorrichtung zu haben, die eine gute Stabilität hat
und einfach einzustellen ist.
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Ein elektrischer Schnappschalter, wie er im Oberbegriff des
unabhängigen Anspruchs 1 angegeben ist, ist aus der AU-D-
21509/77 bekannt und hat einen Nocken sowie einen
Nockenabtaster zum Verschieben einer Schnappschaltertragplatte relativ
zu einer langgestreckten temperaturempfindlichen Sonde. Die
Eichung des Schnappschalters selbst erfolgt durch Betätigung
einer Einstellschraube zum Bewegen eines angelenkten Hebels zu
der Tragplatte hin oder von derselben weg. Dadurch wird der
Grad der Neigung verändert, der zum Betätigen des Schalters
erforderlich ist, wenn der Hebel durch die Sonde geneigt wird.
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Es wird außerdem auf die GB-A-1 094 735 verwiesen, die
Bimetallblätter 2, 3 betrifft, welche Kontakte 2b, 3b tragen,
deren Positionen relativ zueinander durch einen drehbaren und
axial bewegbaren Nocken 5 eingestellt werden, der auf die
Blätter 2, 3 einwirkt.
Zusammenfassung der Erfindung
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen
Schnappschalter zu schaffen, der eine verbesserte
Eichvorrichtung hat, die eine größere Stabilität hat und relativ einfach
herzustellen und einzustellen ist.
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Um das zu erreichen, schafft die Erfindung einen elektrischen
Schnappschalter mit einem feststehenden Kontakt und einem
beweglichen Kontakt, wobei der bewegliche Kontakt bewegt wird,
um die Kontakte durch eine Blattfeder zu schließen und zu
öffnen, die mit einem Klemmenende unter Biegebeanspruchung steht,
das an einem einstellbaren Eichteil gehaltert ist, und einer
Einstellvorrichtung zum Einstellen des Eichteils und der
Position des Klemmenendes der Blattfeder, um den Arbeitspunkt zu
verändern, in welchem die Feder den beweglichen Kontakt in
eine geschlossene oder offene Position schnappen läßt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung ein Nockenteil
ist, das zur wahlweisen Drehung um eine Längsachse gelagert
ist, wobei das Nockenteil längs seiner Längsachse aufgrund
einer Drehung desselben axial bewegbar ist und wobei das
Nockenteil eine Nockenoberfläche hat, die mit dem Eichteil
zusammenwirkt, um die Position des Klemmenendes der Blattfeder
einzustellen und den Arbeitspunkt zu verändern, in welchem der
bewegliche Kontakt in eine geschlossene oder offene Position
schnappt.
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In einer bevorzugten Anordnung liegt die Nockenoberfläche auf
dem Nockenteil auf der Oberfläche eines Kegels, der eine
Kegelachse hat, die mit der Drehlängsachse des Nockenteils
zusammenfällt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hat
das drehbare Nockenteil einen mit Außengewinde versehenen
Teil, der mit einer Gewindebüchse in Gewindeeingriff ist. Die
Büchse hat eine äußere ebene Oberfläche, die einen Anschlag
zum Verhindern der Drehung der Büchse berührt, und das ergibt
größere Stabilität durch Verhindern einer unabsichtlichen
Drehung der Büchse und des Nockenteils. Die Büchse erstreckt sich
vorzugsweise durch ein Loch in einem Tragarm für das Eichteil
und ist an einem Schaltergehäuse befestigt. Die äußere ebene
Oberfläche auf der Büchse zum Verhindern einer Drehung
derselben ist vorzugsweise durch einen mehreckigen Büchsenteil
gebildet, der auf der Innenseite des Schaltergehäuses angeordnet
ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein Schaltergehäuse, wobei der
Deckel des Schaltergehäuses entfernt worden ist, um die
Schaltvorrichtungen zu zeigen, die im Inneren des
Schaltergehäuses montiert sind;
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Fig. 2 ist eine Teilquerschnittansicht insgesamt nach der
Linie 2-2 in Fig. 1;
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Fig. 3 ist eine Teilquerschnittansicht insgesamt nach der
Linie 3-3 in Fig. 1; und
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Fig. 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische
Darstellung, die die einzelnen Teile der Schaltvorrichtungen zeigt.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
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In der Zeichnung, auf die nun Bezug genommen wird und in der
die Darstellungen lediglich dem Zweck dienen, eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung zu veranschaulichen, nicht aber
zu dem Zweck, dieselbe zu beschränken, zeigt Fig. 1 ein
Schaltergehäuse A aus dielektrischem Material, in welchem ein
Endschalter und ein Warmlichtwarnschalter montiert sind. Der
Endschalter hat einen feststehenden und einen beweglichen Kontakt
10 bzw. 12, die normalerweise geschlossen sind, aber geöffnet
werden, wenn ein Zustand übermäßiger Temperatur auftritt, um
dadurch die Beschädigung eines Kochfeldes aufgrund von
Überhitzung zu verhindern. Der Endschalter kann so geeicht werden,
daß er bei einer Temperatur zwischen 545 ºC - 750 ºC öffnet.
Der Warmlichtwarnschalter hat einen feststehenden und einen
beweglichen Kontakt 16 bzw. 18, die normalerweise offen sind,
aber geschlossen werden, wenn ein Kochfeld eine vorbestimmte
Temperatur erreicht. Der Warmlichtwarnschalter kann so geeicht
werden, daß er schließt, wenn die erfaßte Temperatur des
Kochfeldes zwischen 75 ºC - 140 ºC ist.
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Eine Temperaturerfassungseinrichtung B zum Erfassen der
Temperatur des Kochfeldes und zum Betätigen des Schalters umfaßt
eine Metallstange 20, die sich durch ein Glasrohr 22
erstreckt. Die Metallstange 20 hat einen viel größeren
Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Glasrohr 22, und die
Stange 20 bewegt sich in Fig. 1 nach rechts, wenn die
Erfassungseinrichtung B erwarmt wird. Wenn das Heizelement für das
Kochfeld mit Strom versorgt wird, steigt die Temperatur der
Erfassungseinrichtung B an, bis sich die Stange 20 weit genug
ausgedehnt hat, um den Warmlichtwarnschalter zu betätigen und
die Kontakte 16, 18 zu schließen. In dem Fall eines
Übertemperaturzustands wird sich die Stange 20 weit genug ausdehnen, um
den Endschalter zu betätigen und die Kontakte 10, 12 zu öffnen
und die Stromversorgung des Heizelements zu unterbrechen
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Der Warmlichtwarnschalter hat einen Halter C, der einen
Basisteil 30 hat, welcher an dem Schaltergehäuse A und an einer
Klemme 32 durch einen Niet 34 befestigt ist. Der Halter C hat
einen aufrechten Teil 36, der zu dem Basisteil 30
rechtwinkelig ist. Ein langgestreckter Schlitz 38 in dem aufrechten Teil
36 benachbart zu dem Basisteil 30 bildet einen
langgestreckten, biegsamen Arm 40, der in einem integralen,
rechtwinkeligen Finger 42 endigt, welcher eine insgesamt V-formige Nut 44
aufweist.
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Eine mit Innengewinde versehene Büchse D hat einen
zylindrischen Teil 46, der sich durch geeignete Löcher in dem
Schaltergehäuse A und in dem Basisteil 30 des Halters C
erstreckt. Eine Scheibe 48 ist über dem freien Endteil des
zylindrischen Büchsenteils 46 außerhalb des Schaltergehäuses A
angeordnet, und der Klemmenendteil des zylindrischen
Büchsenteils 46 ist umgebogen, wie es bei 50 in Fig. 3 gezeigt ist.
Die Büchse D hat einen vergrößerten mehreckigen Teil 52, der
auf der zu dem Schaltergehäuse A entgegengesetzten Seite des
Halterbasisteils 30 angeordnet ist. Der mehreckige Büchsenteil
52 weist mehrere ebene Flächen auf, und eine solche ebene
Fläche 54 bildet eine Erfassungseinrichtung, die eng an einem
Anschlag aufgenommen ist, der durch den aufrechten Halterteil 36
unterhalb eines Schlitzes 38 gebildet wird, um eine
Drehbewegung der Büchse D zu verhindern.
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Ein drehbares Nockenteil E hat einen Gewindeschaft 56, der in
der Büchse D mit Gewindeeingriff aufgenommen ist. Das
Nockenteil E hat eine Nockenoberfläche 58, die auf der Oberfläche
eines Kegels liegt, um mit einem Vorsprung 60
zusammenzuwirken, der an einem Arm 40 des Halters C nach außen verformt
ist. Der Endteil des Nockenteils E hat eine Ausnehmung 62, die
so geformt ist, daß sie ein Antriebswerkzeug zum wahlweisen
Drehen des Nockenteils E aufnehmen kann. Eine Drehbewegung des
Nockenteils E bewirkt auch, daß dieses axial längs seiner
Längsachse 64 bewegt wird, und durch den gegenseitigen
Eingriff der Nockenoberf läche 58 und des Vorsprungs 60 wird der
Arm 40 zu der Achse 64 hin- oder von derselben wegbewegt, was
von der Drehrichtung des Nockenteils E abhängig ist.
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Der bewegliche Arm 40 bildet ein bewegliches Eichteil, das
durch Drehung des Nockenteils E einstellbar bewegt wird. Die
Bewegung des Eichteils verändert die Lage der Nut 44 in dem
Finger 42 zum Einstellen des Arbeitspunktes des
Warmlichtschalters. Nachdem das Nockenteil E eingestellt
worden ist, kann ein Gewindeverschlußmittel in dem offenen Ende
der Büchse D angeordnet werden, um eine Drehung des
Nockenteils zu verhindern. Das Nockenteil E dient zum einstellbaren
Bewegen des durch den Arm 40 gebildeten Eichteils während der
Drehung des Nockenteils um mehrere vollständige 360º-Drehungen
in derselben Richtung. Die konische Nockenoberfläche, die
durch einen kegelstumpfförmigen Teil 58 gebildet wird, nimmt
in Richtung weg von dem Gewindeschaft 56 im Durchmesser zu.
Die Neigung der konischen Oberfläche, die durch den
kegelstumpfförmigen Teil 58 gebildet wird, ist so, daß diese mit
der Längsachse 64 einen eingeschlossenen Winkel zwischen etwa
15º - 25º bildet. Die Länge der konischen Oberfläche 58 längs
der Längsachse 64 beträgt wenigstens 9,5 m (0.375 Zoll). Der
Grad der Einstellung, die durch jede Drehung des Nockenteils E
erfolgt, wird von der Steigung des Gewindes abhängen. In einer
Anordnung wird durch jede vollständige 360º-Drehung des
Nockenteils E das durch den Arm 40 gebildete Eichteil um etwa
0,127 - 0,177 mm (0.005 - 0.007 Zoll) zu der Längsachse 64 hin
- oder von derselben wegbewegt. Das macht es möglich, eine
sehr feine Einstellung des Arbeitspunktes für den
Warmlichtwarnschalter zu erzielen.
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Ein Träger F für den beweglichen Kontakt des
Warmlichtwarnschalters hat einen Endteil, der an dem aufrechten Teil 36 des
Halters C durch einen Niet 70 befestigt ist. Angeformte
Flansche 72 sind über einem Hauptteil der Länge des Trägers F
vorgesehen, um diesem Steifigkeit zu verleihen. Eine
langgestreckte Öffnung 74 ist in dem Träger F vorgesehen, um eine
Blattfeder 76 auf einem Schnappblatt G aufzunehmen, welches
den beweglichen Kontakt 18 trägt.
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Der freie Endteil des Trägers F hat ein Durchgangsloch 77 mit
entgegengesetzten ebenen Seiten 78, 80. Zwei Ausbuchtungen 82
sind von dem freien Endteil des Trägers F auf
entgegengesetzten Seiten des Loches 77 nach außen verformt. Ein Stößel H hat
einen vergrößerten Kopf 84 und einen langgestreckten Stiftteil
86, welcher sich durch das Loch 77 in dem Träger F erstreckt.
Entgegengesetzte ebene Oberflächen 88, 90 an dem Stiftteil 86
des Stößels H wirken mit den ebenen Flächen 78, 80 des Loches
77 zusammen, um eine Drehung des Stößels H zu verhindern.
Dadurch wird eine genauere Einstellung der Arbeitspunkte der
Schalter aufrechterhalten. Die ebene radiale Oberfläche 92 an
der Schnittstelle des Stößelkopfes 84 mit dem Stiftteil 86
bildet eine Schulter, die die Ausbuchtungen 82 an dem Träger F
berührt.
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Der Endteil 94 des Schnappblattes G ist mit dem freien Endteil
des Trägers F verschweißt Ein Loch 96 in dem Endteil 94 des
Schnappblattes ist mit dem Trägerloch 77 ausgerichtet, um den
Stiftteil 86 an dem Stößel H frei aufzunehmen. Ein angeformtes
Federteil 76 an dem Schnappblatt G steht unter
Biegebeanspruchung, wobei sein Klemmenende 98 in der Nut 44 des Fingers 82
an dem Eichteil aufgenommen ist, welches durch den Arm 40 an
dem Halter C gebildet ist. Ein Lappen 102, der von dem Träger
F nach außen gebogen ist, bildet einen Anschlag, der durch das
Schnappblatt G auf der zu dem beweglichen Kontakt 18
entgegengesetzten Seite in der offenen Kontaktposition des
Warmlichtwarnschalters berührbar ist. Die Bewegung der miteinander
verschweißten Endteile des Trägers F und des Schnappblattes G
durch den Stößel H relativ zu der Nut 44 und dem Klemmenende
98 des Federteus 76 bewirkt eine Schnappbewegung des Blattes
G, um die Kontakte 16, 18 zu öffnen und zu schließen. Durch
die Einstellung des Nockenteus E werden die Nut 44 und das
Klemmenende 98 des Federteils 76 relativ zu den miteinander
verschweißten Endteilen des Trägers F und des Schnappblattes G
bewegt, um den Arbeitspunkt einzustellen, in welchem der
Schnappvorgang stattfindet.
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Der feststehende Kontakt 16 des Warmlichtwarnschalters
befindet sich auf einem Halter R, der einen Basisteil 106 hat,
welcher an dem Schaltergehäuse A und an einer Klemme 108 durch
einen Niet 110 befestigt ist.
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Ein Endschalterhalter I hat einen Basisteil 112, der an dem
Schaltergehäuse A und an einer Klemme 114 durch einen Niet 116
befestigt ist. Ein aufrechter Teil 118 des Endschalterhalters
I hat einen feststehenden Kontakt 10 und weist ein Loch 120
auf, das mit den Löchern 96, 77 ausgerichtet ist, um den
Stiftteil 86 des Stößels H frei auf zunehmen.
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Der Endschalterhalter J hat einen Basisteil 122, der an dem
Schaltergehäuse A und an einer Klemme 124 durch einen Niet 126
befestigt ist. An einem aufrechten Teil 128 des Halters J ist
ein Endteil 130 des Schnappblattes K durch einen Niet 132
befestigt. Ein Finger 134 an dem aufrechten Teil 128 des
Halters J hat eine insgesamt V-förmige Nut 136, die ein
Klemmenende 140 an einer Blattfeder 142 aufnimmt, das an dem
Schnappblatt K angeformt ist und den beweglichen Kontakt 12
trägt. Ein angeformter seitlicher Vorsprung 144 an dem
Schnappblatt K wird durch das Klemmenende des Stößels H
erfaßt, um das Schnappblatt K relativ zu der Nut 134 und zu dem
Federteilklemmenende 140 zu bewegen und eine Schnappbewegung
des Schnappblattes K zwischen den Kontakten in offenen und
geschlossenen Positionen hervorzurufen.
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Ein Schalterbefestigungswinkel L ist an einer Seite des
Schaltergehäuses A durch Schrauben- und Mutternvorrichtungen M, N
befestigt. Auf einem sphärisch gekrümmten Vorsprung 150 an dem
Winkel L ist eine ebenso gekrümmte Scheibe 152 aufgenommen,
und ein ähnlich gekrümmtes Lagerteil 154 hat eine zylindrische
Ausnehmung 156, die einen Endteil des Glasrohres 22 aufnimmt.
Ein Halteteil 158, das an dem freien Endteil der Metallstange
20 befestigt ist, schließt das Glasrohr 22 an der Stange 20
ein. Eine Schraubenfeder 160 wirkt zwischen einem Flansch 162
an einer Öse P und der inneren Seite des sphärisch gekrümmten
Vorsprunges 150, um die Stange 20 in Fig. 1 nach rechts zu
drücken. Das Ende der Stange 20 berührt den vergrößerten Kopf
84 an dem Stößel H. Wenn die Stange 20 sich ausdehnt, bewegt
sie sich längs des Stößels H nach rechts, um die Kontakte 16,
18 des Warmlichtwarnschalters zu schließen. In dem Fall eines
Übertemperaturzustands wird sich die Stange 20 weit genug nach
rechts ausdehnen, um den Stößel H eine ausreichende Strecke
zum Öffnen der Endschalterkontakte 10, 12 zu bewegen.
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Gemäß Fig. 2, auf die nun Bezug genommen wird, hat der
Seitenteil des Schalterbefestigungswinkels L, in welchem der
sphärisch gekrümmte Vorsprung 150 gebildet ist, ein oberes Ende
170, das durch einen Schalterdeckel 172 überlappt wird. Der
Deckel 172 hat ein geeignetes Durchgangsloch zum Aufnehmen
einer
Schraube, die in ein Gewindeloch 174 in dem
Schaltergehäuse A eingeschraubt wird. Diese überlappende Anordnung des
Deckels und des Befestigungswinkels hilft, das Innere des
Schaltergehäuses vor Schmutz zu verschließen.
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Die Erfindung ist zwar mit Bezug auf eine bevorzugte
Ausführungsform gezeigt und beschrieben worden, es ist jedoch klar,
daß äquivalente Abwandlungen und Modifikationen dem
einschlägigen Fachmann nach dem Lesen und Verstehen der
Beschreibung möglich sind. Die vorliegende Erfindung beinhaltet
alle diese äquivalenten Abwandlungen und Modifikationen und
wird nur durch den Schutzbereich der Ansprüche begrenzt.