ES2290135T3

ES2290135T3 - ELECTRICAL SWITCHING DEVICE.

Info

Publication number: ES2290135T3
Application number: ES01935944T
Authority: ES
Inventors: Udo Stenzel
Original assignee: Thermostat & Schaltgeraetebau; Thermostat- und Schaltgeratebau & Co KG GmbH
Current assignee: Thermostat & Schaltgeraetebau; Thermostat- und Schaltgeratebau & Co KG GmbH
Priority date: 2000-04-08
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2008-02-16
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: WO2001078098A1; PT1273020E; ATE370512T1; CZ299264B6; EP1273020B1; EP1273020A1; DE50112864D1; DE10017592C1

Abstract

The invention relates to an electrical switchgear (1), especially a temperature controller, temperature limiter or the like, consisting essentially of a switch contact device (2) comprising a stationary (3) and a movable contact element (4), and of an adjusting element (6) for transferring the movable contact element (4) of the switch contact device (2) from a closed position to an open position and vice versa. The inventive switchgear further comprises a transmission element (10) having a cone (11, 11') on at least one end thereof that is disposed in a recess (12, 12') of a spring element linked with the movable contact element (4) and/or of the adjusting element (6), and a fastening device (13) on which the stationary contact element (3), the spring element, and the adjusting element (6) are fastened. The dimension(s) of the recess (12) or the recesses (12') accommodating the cone (11) or the cones (11, 11') is/are larger in the direction of projection of the adjusting element (6) or of the spring element from the fastening device (13) than perpendicularly to the direction of projection.

Description

Dispositivo de conmutación eléctrico.Electrical switching device

La invención se refiere a un dispositivo de conmutación eléctrico, especialmente en forma de un regulador de temperatura, limitador de temperatura o similar.The invention relates to a device of electrical switching, especially in the form of a regulator temperature, temperature limiter or similar.

Este tipo de dispositivos de conmutación eléctricos se componen esencialmente de un dispositivo de contacto de conmutación con un contacto fijo y un contacto móvil. Para mover el contacto móvil del dispositivo de contacto de conmutación desde una posición cerrada a una posición abierta y a la inversa, está previsto un elemento regulador. El acoplamiento del contacto móvil al movimiento del elemento regulador se produce mediante un elemento de transmisión que, por ejemplo, puede estar configurado como varilla de transmisión. El elemento de transmisión presenta en al menos un extremo un cono que está dispuesto en una entalladura de un elemento de muelle unido al contacto móvil y/o en el elemento regulador. Todas las piezas mencionadas están dispuestas en un dispositivo de fijación.This type of switching devices Electrical are essentially composed of a contact device switching with a fixed contact and a mobile contact. To move the mobile contact of the switching contact device from a closed position to an open position and vice versa, is provided a regulatory element. The mobile contact coupling the movement of the regulatory element is produced by a transmission element that, for example, can be configured as transmission rod. The transmission element presents in at least one end a cone that is arranged in a notch of a spring element attached to the mobile contact and / or the element regulator. All the mentioned parts are arranged in a fixing device

Un dispositivo de conmutación eléctrico de este tipo se conoce, por ejemplo, por el documento DE 37 35 334. Por este dispositivo de conmutación conocido discurren una barra de bimetal extendida longitudinalmente y un muelle de resorte, en el que está fijado el contacto móvil, esencialmente en paralelo. Si ambas piezas realizan un movimiento giratorio acoplado, se produce así un desplazamiento a modo de paralelogramo entre el elemento de accionamiento, el elemento de muelle y el elemento de transmisión a modo de varilla. Con esto se llega a un movimiento basculante de los extremos cónicos del elemento de transmisión en las entalladuras asociadas a los mismos, lo que está unido a una fricción considerable de los conos en las entalladuras.An electrical switching device of this type is known, for example, from document DE 37 35 334. By this known switching device run a bar of longitudinally extended bimetal and a spring spring, in the that the mobile contact is fixed, essentially in parallel. Yes both pieces perform a coupled rotating movement, occurs thus a displacement as a parallelogram between the element of drive, spring element and transmission element to rod mode This leads to a tilting movement of the tapered ends of the transmission element in the notches associated with them, which is linked to friction considerable of the cones in the notches.

Se ha demostrado que este tipo de fricciones son desventajosas para la función de conmutación y, especialmente, la diferencia de conmutación de tales dispositivos de conmutación.It has been shown that these types of frictions are disadvantages for the switching function and, especially, the switching difference of such switching devices.

Asimismo, del documento DE 82 15 108 U1 se desprende un conmutador regulador de temperatura, que presenta un elemento de transmisión dispuesto entre una barra bimetal y un muelle de contacto, el cual está configurado en sus dos extremos en forma de cono. La entalladura en la placa bimetal para alojar el extremo en forma de cono del elemento de transmisión está configurada de forma circular, lo que igualmente está asociado a una fricción del extremo en forma de cono en la entalladura.Likewise, document DE 82 15 108 U1 releases a temperature regulator switch, which has a transmission element arranged between a bimetal bar and a contact spring, which is configured at its two ends in cone shape The notch in the bimetal plate to accommodate the cone-shaped end of the transmission element is circularly configured, which is also associated with a cone-shaped end friction in the notch.

El dispositivo de guardamotor térmico que se desprende del documento US 51 21 095 A presenta una varilla de transmisión, que atraviesa una pieza de contacto móvil. La abertura prevista para ello en la pieza de contacto presenta una geometría cuadrada. La varilla de transmisión está fijada de manera permanente en la abertura cuadrada.The thermal motor guard device that it follows from document US 51 21 095 A presents a rod of transmission, which crosses a moving contact piece. The opening provided for this in the contact piece has a geometry square. The transmission rod is permanently fixed In the square opening.

Ya se ha pensado también, para minimizar la fricción, prever, en lugar de los conos, extremos a modo de aristas del elemento de transmisión y alojar los mismos en entalladuras conformadas de manera correspondiente. Esto significa, no obstante, que el elemento de transmisión debe orientarse durante el montaje alrededor de su eje longitudinal, lo que encarece el montaje.It has already been thought also, to minimize the friction, provide, instead of cones, ends as edges of the transmission element and housing them in notches correspondingly shaped. This means, however, that the transmission element must be oriented during assembly around its longitudinal axis, which makes mounting more expensive.

La invención se basa en el objetivo de mejorar el comportamiento de conmutación de este tipo de dispositivos de conmutación. Este objetivo se soluciona mediante los rasgos caracterizadores de la reivindicación 1. Los perfeccionamientos ventajosos de la invención se deducen de las reivindicaciones dependientes.The invention is based on the objective of improving the switching behavior of these types of devices commutation. This objective is solved by the features characterizers of claim 1. The improvements advantageous of the invention are deduced from the claims Dependents

Como núcleo de la invención se considera el dimensionamiento de la entalladura o entalladuras que alojan el cono o los conos del elemento de transmisión de tal manera que, en la dirección en la que el elemento regulador o el elemento de muelle sobresalen del dispositivo de fijación, es/son mayores que en perpendicular a la dirección en la que sobresale.The nucleus of the invention is considered the notch sizing or notches that house the cone or the cones of the transmission element such that, in the direction in which the regulatory element or the element of spring protruding from the fixing device, is / are larger than in perpendicular to the direction in which it excels.

De esta manera, la sección transversal de cono redonda o ligeramente elíptica relevante en posición basculada ya no se apoya en un canto circular de la entalladura, más bien se obtiene ventajosamente un apoyo puntual de las superficies laterales de cono sobre los cantos laterales de las entalladuras configuradas como orificio oblongo, elipse u orificio rectangular, de modo que se impiden las fricciones entre las superficies de cono y los cantos de las entalladuras que alojan los conos durante el desarrollo de un movimiento de basculación entre el elemento de transmisión y el elemento de accionamiento o elemento de muelle. El alojamiento de los conos en las entalladuras es comparable a un alojamiento giratorio, axial, discurriendo el eje de giro por los dos puntos de solicitación entre las superficies de cono y los cantos laterales de las entalladuras.In this way, the cone cross section round or slightly elliptical relevant in tilted position already it does not rest on a circular edge of the notch, rather it advantageously obtains a timely support of the surfaces lateral sides on the lateral edges of the notches configured as oblong hole, ellipse or rectangular hole, so that friction between cone surfaces is prevented and the ridges of the notches that house the cones during the development of a tilting movement between the element of transmission and the drive element or spring element. He accommodation of the cones in the notches is comparable to a rotating, axial housing, running the axis of rotation through the two points of solicitation between the cone surfaces and the lateral edges of the notches.

Las entalladuras pueden estar configuradas como orificio oblongo, al igual que se consideran orificios rectangulares o entalladuras elípticas.The notches can be configured as oblong hole, just like rectangular holes or elliptical notches.

Si la diferencia entre los respectivos dimensionamientos a lo largo de los ejes transversales y longitudinales de las entalladuras o, en caso de un orificio rectangular, la diferencia entre longitud y anchura de la entalladura, es mayor que una posible desviación de la tolerancia de fabricación del o de los conos del elemento de transmisión con respecto a la sección transversal circular, se garantiza que este tipo de desviaciones de la tolerancia de fabricación no perjudican el efecto de reducción de la fricción pretendido mediante los orificios oblongos.If the difference between the respective sizing along the transverse axes and Longitudinal notches or, in case of a hole rectangular, the difference between length and width of the notch, is greater than a possible deviation from the tolerance of manufacturing of the transmission element (s) with with respect to the circular cross section, it is guaranteed that this type of manufacturing tolerance deviations do not harm the intended friction reduction effect by means of oblong holes.

La solicitación por puntos esencialmente opuesta de los cantos laterales de los orificios oblongos a través de las superficies de los conos puede estar configurada ventajosamente de manera deslizante, es decir, la solicitación puede desviarse a lo largo de los cantos laterales, si alguna vez las partes de superficie configuradas perpendicularmente a los mismos de las superficies de los conos en el caso de una basculación relativamente fuerte entre el elemento regulador y el elemento de transmisión tocaran los extremos de los orificios oblongos. El elemento de transmisión se buscará en este caso en el orificio oblongo, después de un primer ciclo de conmutación, generalmente una posición central, que es en gran medida sin fricción.The essentially opposite point solicitation of the lateral edges of the oblong holes through the cones surfaces can be advantageously configured from sliding way, that is, the solicitation can be diverted to along the side edges, if ever the parts of surface configured perpendicular to them of the surfaces of the cones in the case of a relatively tilting strong between the regulator element and the transmission element they will touch the ends of the oblong holes. The element of transmission will be searched in this case in the oblong hole, after of a first switching cycle, usually a position central, which is largely frictionless.

Si la entalladura se configura de manera elíptica, entonces el elemento de transmisión preferirá como punto de alojamiento, debido a la fuerza de muelle que actúa entre él y los cantos laterales de las entalladuras, el punto más ancho de la elipse. Si se produce entonces un movimiento de basculación entre el elemento de accionamiento y el elemento de transmisión, entonces las superficies de los conos ruedan en cierto modo sobre los cantos laterales de la entalladura elíptica, lo que también está asociado sólo con fricciones muy reducidas.If the notch is configured so elliptical, then the transmission element will prefer as a point of accommodation, due to the spring force acting between it and the lateral edges of the notches, the widest point of the ellipse. If there is a tilting movement between the drive element and transmission element then the surfaces of the cones roll in a certain way on the edges sides of the elliptical notch, which is also associated only with very low frictions.

La invención está explicada más detalladamente con ayuda de un ejemplo de realización en las figuras del dibujo. Éstas muestran:The invention is explained in more detail. with the help of an embodiment in the figures of the drawing. These show:

la figura 1, una representación lateral esquemática de un dispositivo de conmutación eléctrico con una barra bimetal en posición extendida (contacto de conmutación cerrado);Figure 1, a side representation schematic of an electrical switching device with a bar bimetal in extended position (switching contact closed);

la figura 2, una representación lateral esquemática según la figura 1 con una barra bimetal en posición curvada (contacto de conmutación abierto);Figure 2, a side representation schematic according to figure 1 with a bimetal bar in position curved (open switching contact);

la figura 3, una representación esquemática de las relaciones de alojamiento de cono del estado de la técnica;Figure 3, a schematic representation of cone housing ratios of the prior art;

la figura 4, una representación esquemática de las relaciones de longitud de cono según la invención.Figure 4, a schematic representation of cone length ratios according to the invention.

El dispositivo 1 de conmutación eléctrico representado en las figuras 1 y 2 comprende un dispositivo 2 de contacto de conmutación que se compone de un contacto 3 fijo y un contacto 4 móvil, que está fijado a un muelle 5 de contacto.The electric switching device 1 represented in figures 1 and 2 comprises a device 2 of switching contact consisting of a fixed contact 3 and a mobile contact 4, which is fixed to a contact spring 5.

Para girar el muelle 5 de contacto y, de este modo, abrir y cerrar el dispositivo 2 de contacto de conmutación, está previsto un elemento 6 regulador en forma de una barra 7 bimetal, cuyo extremo 8 giratorio está acoplado en movimiento con el extremo 9 libre del muelle 5 de contacto a través de un elemento 10 de transmisión. El elemento 10 de transmisión es, en el ejemplo de realización representado, una varilla de transmisión que presenta en ambos extremos conos 11, 11' que están dispuestos en entalladuras 12, 12' de la barra 7 bimetal o del muelle 5 de contacto.To rotate the contact spring 5 and, of this mode, open and close the switching contact device 2, a regulator element 6 is provided in the form of a bar 7 bimetal, whose rotating end 8 is coupled in motion with the free end 9 of the contact spring 5 through an element 10 transmission The transmission element 10 is, in the example of embodiment shown, a transmission rod presenting at both ends cones 11, 11 'which are arranged in notches 12, 12 'of the bimetal bar 7 or of the spring 5 of Contact.

Además, las figuras 1 y 2 muestran también un dispositivo 13 de fijación de discos aislantes dispuestos unos sobre otros, en los que están fijados los extremos fijos del muelle 5 de contacto y de la barra 7 bimetal así como el contacto 3 fijo, contactos 14 de conexión y un brazo 15 de retención para un dispositivo 16 de ajuste.In addition, Figures 1 and 2 also show a device 13 for fixing insulating discs arranged about on others, on which the fixed ends of the spring are fixed 5 contact and bimetal rod 7 as well as fixed contact 3, connection contacts 14 and a retention arm 15 for a 16 adjustment device.

La figura 3 muestra ahora las relaciones en la zona de alojamiento de cono, como predominan en el estado de la técnica. La figura 3a muestra una vista desde arriba de la barra 7 bimetal. La entalladura 12 que aloja el cono 11 es redonda. Esto significa que los dos cantos 20 visibles en la figura 3b solicitan las superficies del cono 11 y provocan fricción, en cuanto aumenta el ángulo \alpha de giro.Figure 3 now shows the relationships in the cone housing area, as they predominate in the state of the technique. Figure 3a shows a top view of bar 7 bimetal The notch 12 that houses the cone 11 is round. This means that the two edges 20 visible in figure 3b request the surfaces of the cone 11 and cause friction, as it increases the angle α of rotation.

En el ejemplo de realización de la invención representado en la figura 4 del dibujo, la entalladura está configurada como entalladura rectangular, por lo que un cono 11 redondo sólo solicitará los cantos 25 laterales de la entalladura 12, mientras que los cantos 26 longitudinales quedarán libres. La característica principal de la invención es que la entalladura 12 en la dirección 27 de extensión longitudinal de la barra 7 bimetal está dimensionada más grande que en dirección transversal. Además de una configuración como orificio rectangular, tal como está representada en la figura 4, también se consideran entalladuras 12, 12' en forma de un orificio oblongo o una elipse.In the embodiment example of the invention represented in figure 4 of the drawing, the notch is configured as a rectangular notch, so a cone 11 round will only request the 25 lateral edges of the notch 12, while the longitudinal edges 26 will be free. The main feature of the invention is that the notch 12 in the longitudinal extension direction 27 of the bimetal bar 7 It is sized larger than in the transverse direction. further of a configuration as a rectangular hole, as it is represented in figure 4, notches 12 are also considered, 12 'in the form of an oblong hole or an ellipse.

La relación de longitud D a anchura d de la entalladura 12, 12' o la relación de los respectivos dimensionamientos de los ejes D longitudinal y d transversal de una entalladura elíptica o un orificio oblongo cumple aproximadamente la fórmulaThe ratio of length D to width d of the notch 12, 12 'or the ratio of the respective dimensioning of the longitudinal and transverse D axes of a elliptical notch or an oblong hole approximately meets the formula

D = \frac{d}{cos \ \alpha}D = \ frac {d} {cos \ α

siendo \alpha el ángulo que desvía el eje longitudinal de los conos 11, 11' de la perpendicular sobre la superficie expandida a través de la entalladura, cuando la barra 7 bimetal se inclina.where α is the angle that deflects the axis longitudinal of the cones 11, 11 'of the perpendicular on the expanded surface through the notch, when bar 7 Bimetal bends.

Claims

1. Un dispositivo (1) de conmutación eléctrico, especialmente regulador de temperatura, limitador de temperatura, con1. An electrical switching device (1), especially temperature regulator, temperature limiter, with

--: un dispositivo (2) de contacto de conmutación que presenta un contacto (3) fijo y uno (4) móvil,a switching contact device (2) presenting a contact (3) fixed and one (4) mobile,

--: un elemento (6) regulador para pasar el contacto (4) móvil del dispositivo (2) de contacto de conmutación desde una posición cerrada a una posición abierta y a la inversa,a element (6) regulator to pass the mobile contact (4) of the switching contact device (2) from one position closed to an open position and vice versa,

--: un elemento (10) de transmisión que presenta al menos en un extremo un cono (11, 11'), que está dispuesto en una entalladura (12, 12') de un elemento (5) de muelle unido al contacto (4) móvil y/o del elemento (6) bimetal, así comoa transmission element (10) having at least one end cone (11, 11 '), which is arranged in a notch (12, 12') of a spring element (5) connected to the mobile contact (4) and / or the bimetal element (6) as well as

--: un dispositivo (13) de fijación, en el que están fijados el contacto (3) fijo, el elemento de muelle así como el elemento (6) regulador,a fixing device (13), in which the contact is fixed (3) fixed, the spring element as well as the element (6) regulator,

caracterizado porque la entalladura (12, 12') que aloja el cono (11, 11') está dimensionada de tal manera que es mayor en la dirección en la que sobresalen el elemento (6) regulador o el elemento (5) de muelle desde el dispositivo (13) de fijación, que en la dirección perpendicular a aquella en la que sobresalen. characterized in that the notch (12, 12 ') housing the cone (11, 11') is sized such that it is larger in the direction in which the regulating element (6) or the spring element (5) protrude from the fixing device (13), which in the direction perpendicular to that in which they protrude.

2. El dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento (6) regulador está configurado de una manera conocida en sí misma como barra (7) bimetal, que está dispuesta con su extremo de fijación en el dispositivo (13) de fijación y en su extremo (8) de giro está dotada de la entalladura que aloja el cono (11) del elemento (10) de transmisión.2. The device according to claim 1, characterized in that the regulator element (6) is configured in a manner known per se as bimetal bar (7), which is arranged with its fixing end in the fixing device (13) and at its turning end (8) it is provided with the notch that houses the cone (11) of the transmission element (10).

3. El dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento (5) de muelle que actúa conjuntamente con el contacto (4) móvil está configurado como muelle de contacto extendido longitudinalmente, que está acoplado en su extremo (9) libre giratorio en el extremo (8) de giro de la barra (7) bimetal y, para el alojamiento de un cono (11') del elemento (10) de transmisión, está dotado de una entalladura (12').The device according to claim 2, characterized in that the spring element (5) acting together with the mobile contact (4) is configured as a longitudinally extended contact spring, which is coupled at its free rotating end (9) in the end (8) of rotation of the bimetal bar (7) and, for housing a cone (11 ') of the transmission element (10), is provided with a notch (12').

4. El dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque la entalladura (12, 12') en el elemento (6) regulador y/o en el elemento (5) de muelle está configurada como orificio oblongo.The device according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the notch (12, 12 ') in the regulator element (6) and / or in the spring element (5) is configured as an oblong hole.

5. El dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque las entalladuras (12, 12') están configuradas como orificio rectangular.The device according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the notches (12, 12 ') are configured as a rectangular hole.

6. El dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque las entalladuras (12, 12') están configuradas como elipse.The device according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the notches (12, 12 ') are configured as an ellipse.

7. El dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la diferencia entre el dimensionamiento de la entalladura (12, 12') a lo largo del eje longitudinal y el dimensionamiento de la entalladura (12, 12') a lo largo del eje trasversal de la entalladura (12, 12') o, en caso de un orificio rectangular, la diferencia entre longitud D y anchura d de la entalladura (12, 12'), está dimensionada mayor que una posible desviación de la tolerancia de fabricación del o de los conos (11, 11') del elemento (10) de transmisión con respecto a la sección transversal circular.The device according to one of the preceding claims, characterized in that the difference between the dimensioning of the notch (12, 12 ') along the longitudinal axis and the dimensioning of the notch (12, 12') along the axis transverse of the notch (12, 12 ') or, in the case of a rectangular hole, the difference between length D and width d of the notch (12, 12'), is dimensioned greater than a possible deviation from the manufacturing tolerance of the or of the cones (11, 11 ') of the transmission element (10) with respect to the circular cross-section.

8. El dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las superficies de los conos solicitan los cantos (25) laterales de la entalladura (12, 12') esencialmente por puntos.The device according to one of the preceding claims, characterized in that the surfaces of the cones require the lateral edges (25) of the notch (12, 12 ') essentially by points.

9. El dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la solicitación por puntos esencialmente opuesta de los cantos (25) laterales de la entalladura (12, 12') por las superficies de los conos está configurada de manera deslizante a lo largo de los cantos laterales.The device according to one of the preceding claims, characterized in that the essentially opposite point solicitation of the lateral edges (25) of the notch (12, 12 ') by the surfaces of the cones is slidably configured along the side edges.

10. El dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los cantos (25) laterales de la entalladura (12, 12') están configurados como cantos de deslizamiento, especialmente alisados.The device according to one of the preceding claims, characterized in that the lateral edges (25) of the notch (12, 12 ') are configured as sliding edges, especially smoothed.

11. El dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación de longitud D a anchura d de la entalladura (12, 12') o la relación del dimensionamiento a lo largo de los ejes D longitudinal y d transversal de la entalladura cumple aproximadamente la fórmulaThe device according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of length D to width d of the notch (12, 12 ') or the ratio of the dimensioning along the longitudinal and transverse D axes of the notch meets approximately the formula

D = \frac{d}{cos \ \alpha}D = \ frac {d} {cos \ α

si \alpha es el ángulo de basculación entre la superficie de la entalladura y el eje longitudinal del elemento (10) de transmisión.if? is the angle of tilt between the surface of the notch and the shaft longitudinal element (10) of transmission.