[0001] Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
[0002] Aus der AT-PS 201 890 ist ein Temperaturbegrenzer dieser Art bekannt geworden, der
ein topfförmiges Isoliergehäuse aufweist, an dem die festen Kontakte angebracht sind.
Der Schnappschalter ist zusammen mit der Ausdehnungsdose an einem Blechdeckel montiert,
der an dem Isoliergehäuse angeschraubt ist. Da die Schnappfeder nicht an der Stromübertragung
beteiligt ist, können sowohl das Einstellglied als auch das Ausdehnungsglied ohne
zwischengeschaltete Isolation auf den Schnappschalter einwirken. Damit kann der Schnappschalter
und insbesondere die Schnappfeder auf ihre mecha- .nischen Schaltaufgaben hin optimiert
werden, so daß eine Bauweise mit minimaler Schalthysterese möglich ist. Insbesondere
ist die Möglichkeit der Lagerung der Schnappfeder ausschließlich in Schneidenlagern
gegeben, was bei höheren Stromstärken sonst wegen des Stromanschlusses an die Schnappfeder
nicht möglich war.Dieser Temperaturbegrenzer ist jedoch aufwendig in der Bauweise
und Montage.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Temperaturregler bezüglich eines noch
einfacheren, raumsparenderen und robusten Aufbaus weiterzuverbessern.
[0004] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs
1 gelöst.
[0005] Der Schalteraufbau ist nicht nur besonders einfach und kann bis auf den Anschlußblock
und ein Isolierstück auf der Schnappfeder ausschließlich aus Blechteilen bestehen,
sondern führt auch zu einer so gedrängten Bauweise, daß es möglich ist, einen vollwertigen
Temperaturregler mit einer Breite und Höhe seines Schalterkörpers von weniger als
20 mm herzustellen.
[0006] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen vergrößerten Querschnitt durch den Schalter nach der Linie I-I in Fig.2,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig.1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig.1 und
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Variante.
[0007] Der in den Fig.1 bis 3 dargestellte Temperaturregler 11 besitzt einen Schnappschalter
12 mit einer Schnappfeder 13 und ist als einpoliger Ein-/Ausschalter ausgeführt. Es
ist jedoch auch möglich, den Temperaturregler mit einem mehrpoligen Schalter bzw.
einem Umschalter zu versehen.
[0008] Die Schnappfeder 13 besteht aus einem streifenförmigen Basisfederteil 14 aus dünnem
Federmaterial, aus dem eine Federzunge 15 durch einen U-förmigen Einschnitt ausgeschnitten
ist. Deren freies Ende sowie ein Ende des Ba- sisfedertei7s sind in Schneidenlagerungen
16,17 abgestützt, die an einem im wesentlichen parallel zur Schnappfeder angeordneten
Hebel 18 vorgesehen sind. Die Schneidenlagerungen 17 am Ende des Basisfederteils greift
durch einen Schlitz 19 in diesem hindurch, so daß die Schneiden in entgegengesetzte
Richtung weisen und damit das Basisfederteil halten. Zwischen den beiden Schneidenlagerungen
16,17 ist ein Betätigungsdruckpunkt 20 in Form einer Ausprägung des Basisfederteils
vorgesehen.
[0009] An dem der Schneidenlagerung 17 entgegengesetzten freien Ende der Schnappfeder 13
ist ein Isolierstück 21 angenietet, das an seiner Unterseite eine Kontaktbrücke 22
aufweist, die durch einen T-förmigen Niet 23 mit einem leichten Spiel an dem Isolierstück
21 festgelegt ist. Sie erstreckt sich quer zur Ausdehnung der Schnappfeder und ist
gegenüber dieser isoliert angeordnet. Die Kontaktbrücke 22 arbeitet mit zwei in einem
Isolierkörper 24 nebeneinander angeordneten festen Kontakten 25 zusammen und überbrückt
diese nur, wenn die Schnappfeder in ihrer (unteren) Einschaltstellung ist.
[0010] Die festen Kontakte 25 sind jeweils an einem Ende von Anschlußkontaktteilen 26 angebracht,
die aus je einem Blech--streifen gebildet sind, der durch Schlitze in dem rechteckigen
Isolierkörper hindurchragt und an ihrem aus dem Isolierkörper und dem Temperaturregler
herausragenden Ende eine Flachsteckzunge zum elektrischen Anschluß bildet.
[0011] Der Isolierkörper 24 ist zwischen zwei aus Blechteilen hergestellte Seitenteile 27,28
mittels einer Schraube 29 verspannt. Das Seitenteil 27 hat die Form eines im wesentlichen
flachen Blechstreifens, der im Randbereich Abkantungen 30 aufweist und auf dem die
L-förmige Befestigungslasche 31 herausgeschnitten und abgebogen ist, die in einer
aus dem Blech gezogenen Tülle ein Befestigungsgewinde 32 trägt. Auf die gleiche Weise
ist ein Gewinde 33 angeordnet, in das eine Justierschraube 34 eingeschraubt ist, die
mit dem Niet23 zur Festlegung des Kontaktabstandes,d.h. der Bewegungsmöglichkeit des
Schnappschalters beim Umschalten zusammenwirkt.
[0012] In einer weiteren solchen Tülle ist ein Einstellgewinde 35 vorgesehen, in das eine
einst in ihrem unteren Bereich als Schraubspindel ausgebildete Einstellwelle 36 eingeschraubt
ist. Diese hohle Einstellwelle hat in ihrem aus dem Temperaturregler senkrecht herausragenden
Teil eine Abflachung zur Verdrehsicherung eines Einstellknopfes. Auf dieser ist ein
Anschlagteil 37 festgelegt, das mit einem in Form eines herausgebogenen Blechlappens
38 ausgebildeten Anschlag am Seitenteil 27 zusammenwirkt. Die Einstellwelle 36 besitzt
auch ein Innengewinde, in das eine Justierschraube 39 für die Temperaturjustierung
eingeschraubt ist.
[0013] Das über die Einstellwelle 36 nach innen vorragende Ende der Justierschraube 39 drückt
auf den Hebel 18 in seinem freien, die Stützlager 16,17 tragenden Bereich. Dieser
Hebel ist mittels der Schraube 29 zwischen das Seitenteil 27 und den Isolierkörper
24 zwischengespannt und in seinem an die Einspannung anschließenden Ende federnd elastisch,
während er im übrigen Bereich durch eine Randabkantung ver- . steift ist. Dadurch
ist der Hebel 18 blattfederartig in Richtung auf die Justierschraube 39 zu gedrückt
und wird von dieser bei ihrer Bewegung und insbesondere bei der Bewegung der Einstellwelle
36 verschwenkt. Dadurch wird die Lage der Schnappfeder im Bereich ihrer Stützlager
und ihres Betätigungspunktes 20 entsprechend der Temperatur-Justierung und -Einstellung
verändert.
[0014] Die Bedienungsseite des Temperaturreglers 11 wird von dem Seitenteil 27 abgedeckt.
Die entgegengesetzte Seite wird von dem Seitenteil 28 überdeckt, das ebenfalls in
Form einer durch Randabkantungen versteiften Blechplatte ausgebildet ist, die jedoch
an ihrem dem Anschluß- bzw. dem Isolierkörper 24 entgegengesetzten Ende L-förmig abgebogen
ist und damit die der Anschlußseite entgegengesetzte Stirnseite überdeckt. Dieser
L-Schenkel 40 ist an seinem freien Ende durch 'verdrehte Blechlappen 41, die durch
Schlitze in den Seitenteil 27 gesteckt sind, mit diesem verbunden. Die Seitenteile
27, 28 bilden also zusammen mit dem als einfacher rechteckiger, nahezu quaderförmiger
Körper ausgebildeten Isolierkörper 24 zusammen einen stabilen Rahmen, der sämtliche
Teile des Temperaturreglers umschließt und haltert.
[0015] Der Seitenteil 28 besitzt eine nach innen gerichtete schüsselförmige Ausprägung 42
mit einer Mittelbohrung, durch die ein Anschlußteil 43 einer hydraulischen Ausdehnungsdose
44 hindurchragt und daran mittels eines übergeschobenen Federspannringes 49 festgelegt
ist. Die Ausdehnungsdose 44 besteht in bekannter Weise aus zwei napfförmigen,ineinander-gelegten
und im Randbereich dicht miteinander verschweißten Blechschalen, die infolge ihrer
durch Wellungen unterstützten Elastizität im Mittelbereich eine Ausdehnung hervorrufen.
Auf der Innenseite ihrer napfförmigen Gestalt ist das Anschlußteil 43 angebracht,
das seinerseits am Seitenteil 28 festgelegt ist, während auf der gegenüberliegenden
Seite ein Druckstück 45 mittels einer Punktschweißung befestigt ist. In das Anschlußstück
43 ragt ein die Ausdehnungsdose mit einem schematisch gezeigten Fühler verbindendes
Kapillarrohr 46 hinein und ist dort eingelötet. Das Kapillarrohr verläuft an der Außenseite
des Seitenteils 28 entlang und ist an dem L-Schenkel 40 zur Zugentlastung mittels
einer ausgeformten Blechlasche 47 Das die einzelnen Teile des Temperaturreglers tragende
Gehäuse bzw. Gestell ist klein und kompakt aufgebaut und besteht überwiegend aus einfachen
Blechstanzteilen. Es sind nur zwei einfach gestaltete aus einem keramischen Material
wie Steatit hergestellte Isolierteile vorhanden. Der Regler ist zuverlässig und leicht
zu justieren. Die Schnappfeder, auf deren Betätigungsdruckpunkt 20 das Druckstück
45 einwirkt, ist nicht gegen Überdrücken gefährdet, weil sie in zwei Schneidenlagern
aufgehängt ist. Die beiden Längsseiten, die sich zwischen den Seitenteilen 27 und
28 erstrecken, d.h., die in Fig.1 vor und hinter der Zeichenebene liegenden, jedoch
parallel zu dieser verlaufenden Seiten, können durch Plättchen 50 aus einem dünnen
Isoliermaterial abgedeckt sein, die von den Randabkantungen der Seitenteile 27, 28
gehalten werden.
[0016] Die Funktion des Temperaturreglers nach der Erfindung ist wie folgt:
In "Aus"-Stellung ist die Einstellspindel, die ein Linksgewinde trägt, hineingeschraubt
und hat den Hebel 18 so weit verschwenkt, daß die Schnappfeder über ihren Betätigungspunkt
20 gegen das Druckstück 45 gedrückt wird und damit die Schnappfeder in die in Fig.1
nicht dargestellte "Aus"-Stellung geschwenkt wird, an der der Niet 23 an der Justierschraube
34 anliegt und die Kontakte 25 von der Kontaktbrücke 22 getrennt sind.
[0017] Beim Einschalten durch Rechtsdrehung der Einstellwelle 36 wird der Hebel 18 etwas
im Uhrzeigersinne verschwenkt (an- . gehoben) und bewegt die Schnappfeder 13 von dem
Druckstück 45 weg. Dadurch schnappt die Schnappfeder 13 in die in Fig.1 dargestellte
Einschaltposition, in der die beiden Kontakte 25 von der Kontaktbrücke 22 überbrückt
werden und somit eine leitende Verbindung zwischen den beiden Anschlußteilen 26 vorliegt.
Durch die begrenzte Beweglichkeit der Kontaktbrücke 22 ist sichergestellt, daß beide
Kontakte 25 sicher kontaktiert werden. Wenn jetzt durch Erwärmung des nicht dargestellten
Fühlers Ausdehnungsflüssigkeit durch das Kapillarrohr 46 in die Ausdehnungsdose 44
gefördert wird, so dehnt sich diese aus und das Druckstück 45 wird in Richtung auf
die Schnappfeder zu bewegt, bis durch entsprechenden Druck die Schnappfeder wieder
in ihre eingangs beschriebene "Aus"-Stellung geschwenkt wird. Dies wiederholt sich
beliebig oft. Durch die vorteilhafte Ausbildung der Schnappfeder kann diese sehr hysteresearm
gebaut werden, so daß Temperaturunterschiede von wenigen Grad und daraus resultierende
Betätigungswege am Druckpunkt 20 in der Größenordnung von hundertstel Millimetern
ausreichen, um ein Ein- und Wiederausschalten zu bewirken.
[0018] Von der dargestellten Ausführungsform sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann
beispielsweise statt eines Ausdehnungssystems in Form einer Hydraulikdose auch ein
vorzugsweise kurzes und kräftiges Bimetall eventuell in Brückenkonstruktion mit zwei
aufgestützten Enden und mittiger Kraftabnahme verwendet werden, wenn der Regler unmittelbar
in dem abzufühlenden Bereich angeordnet werden soll. Statt der Schraubspindel könnte
auch eine an einem Seitenteil gelagerte Kurvenscheibe vorgesehen sein, wenn beispielsweise
eine nicht lineare Einstellcharakteristik erwünscht ist. Die Schraubspindel ermöglicht
es, das mittlere Druckstück der Ausdehnungsdose, den Betätigungspunkt und den Angriffspunkt
der Schraubspindel praktisch auf eine Achse zu legen, ohne daß Übersetzungen nötig
sind. Im Falle einer Einstellkurve könnte durch entsprechende Anordnung bzw. Verlängerung
des Hebels 18 eine Übersetzung .vorgenommen werden. Besonders vorteilhaft ist eine
Ausführungsform, bei der das die Kontaktbrücke 22 tragende Isolierstück21 aus kriechstromfestem
Kunststoff besteht, mit dem die Schnappfeder an ihrem Ende umspritzt ist es hat ein
geringes Gewicht, so daß die Schnappfeder infolge gering er Massenkräfte schneller
schalten kann.
[0019] Fig.4 zeigt einen Temperaturregler, der bis auf die im folgenden genannten Abweichungen
mit dem nach den Fig.1 bis 3 übereinstimmt. Gleiche Teile tragen gleiche Bezugszeichen.
Die Ausdehnungsdose 44 besitzt ein Druckstück 45' mit einem Bund, auf dem sich ein
gabelförmiger Arm 51 eines doppelarmigen, um eine Achse 54 gelagerten Hebels einer
Ausschalteinrichtung unter der Kraft auf den anderen Arm 55 des Hebels einwirkenden
Feder 56 abstützt. Am Hebel 55 ist ein Angriffsteil 57 in Form einer Blattfeder angebracht,
das mittels einer Justierschraube 58 von dem Arm 55 des Hebels abgespreizt werden
kann. Das die Kontaktbrücke 22 tragende Isolierstück 21' besteht aus kriechstromfestem
Kunststoff, mit dem die Schnappfeder 13 an ihrem freien Ende umspritzt ist. Es hat
so ein geringeres Gewicht, so daß die Schnappfeder infolge geringerer Massenkräfte
schneller schalten kann.
[0020] Die Ausschalteinrichtung 53 ist so angeordnet, daß das Angriffsteil 57 an dem Isolierstück
21' angreifen und trotz in Einschaltrichtung belasteter Schnappfeder die Kontakte
offenhalten kann, wenn sich die Ausdehnungsdose infolge eines Lecks im Ausdehnungssystem
(Hydraulikfühler, Kapillarrohr oder Ausdehnungsdose) extrem weit zusammenzieht, wie
in Fig.4 dargestellt ist. Der Schalter ist also gegen Beschädigungen am Ausdehnungssystem
gesichert (eigensicher). Die Ausschalteinrichtung 53 stellt eine von der Schnappfeder
unabhängige, direkt von der Ausdehnungsdose betätigte Einrichtung dar, die einen Anschlag
zum Offenhalten der Kontakte bildet.
[0021] Dem Isolierstück 53 bzw. dem an ihm angebrachten Anschlagteil liegt ein Gegenanschlag
60 gegenüber, jedoch an einem so großen Abstand, daß die Schnappfeder, wenn sie durch
Ausdehnung der Ausdehnungsdose 44 in ihre Aus-Stellung springt, an dem Gegenanschlag
60 anliegt und durch Zusammenziehen der Ausdehnungsdose nicht wieder in ihre Einschaltstellung
zu bringen ist. Die Schnappfeder ist dann aus ihrem Schnappbereich herausgesprungen.
Zur Wiedereinschaltung wird der Gegenanschlag 60 auf die Schnappfeder zu bewegt. Der
durch ein Loch in dem Schnappfederträger 18 und dem Seitenteil 27 hindurchragende
Gegenanschlag ist pilzförmig und ragt mit ihrem Schaft aus dem Temperaturregler heraus.
Ein im Bereich des Isolierkörpers 24 befestigter einarmiger Federhebel 61 kann mit
seinem Mittelbereich auf den Schaft des Gegenanschlags 60 drücken, wenn sein freies
Ende, das gabelförmig um die Einstellwelle herumgreift, von dem Bund 62 eines Einstellknopfes
63 heruntergedrückt wird, der manuell entgegen der Kraft einer Feder 64 axial auf
der Einstellwelle verschiebbar ist. Der Temperaturregler nach Fig.4 ist also nicht
nur eigensicher, sondern auch mit einer Begrenzerfunktion versehen, die die automatische
Wiedereinschaltung verhindert. Die Begrenzertemperatur ist jedoch einstellbar.
[0022] Das Merkmal der Eigensicherheit und die Wählbegrenzer-Funktion kann auch unabhängig
voneinander verwendet werden. Der Federhebel 61 kann auch weggelassen werden, wobei
das Wiedereinschalten durch Drücken auf den Schaft des Gegenanschlages 60 erfolgt.
Dabei muß dann beispielsweise das Gehäuse geöffnet werden, was erwünscht sein kann,
damit sichergestellt ist, daß ein Fehler behoben wird, der zu der angezeigten übertemperatur
geführt hat.
1. Temperaturregler mit einem eine Schnappfeder enthaltenden Schnappschalter, auf
den ein Ausdehnungsglied eines thermischen Ausdehnungssystems und ein Einstellglied
einwirkt, wobei der Schnappschalter eine an der Schnappfeder angeordnete, jedoch elektrisch
von dieser isolierte Kontaktbrücke enthält, die mit den als feste Kontakte ausgebildeten
Ein-und Ausgangskontakten zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Ein-und
Ausgangskontakte (25) durch einen Isolierkörper (24) hindurchragen, der zwischen zwei
Seitenteilen (27,28) eines Metallgehäuses angeordnet ist, diese miteinander verbindet
und eine Stirnseite des Temperaturreglers bildet.
2. Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Seitenteile
(28) L-förmig ausgebildet ist, mit dem kürzeren Schenkel (40) des L die dem Isolierkörper
(24) gegenüberliegende Stirnwand des Temperaturreglers (11) bildet und an dem Ende
dieses kürzeren Schenkels (40) an dem anderen Seitenteil (27) angebracht ist.
3. Temperaturregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (27,28)
gegebenenfalls mit Randabbiegungen (30) versehene Blechplatten bzw. -winkel sind,
während die dazwischenliegenden Längsseiten vorzugsweise durch hinter die Randabbiegungen
gelegte Isolierplättchen (50) verschlossen sind.
4. Temperaturregler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der
Seitenteile (27,28) vorzugsweise dem L-förmigen (28), das Ausdehnungsglied (44) fest
angebracht ist.
5. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausdehnungsglied eine mit einem Hydraulikfühler über ein Kapillarrohr (46)
in Verbindung stehenden Ausdehnungsdose (44) besitzt, dessen Ausdehnungsdose (44)
unmittelbar bzw. unübersetzt auf den Betätigungsdruckpunkt (20) der Schnappfeder (13)
einwirkt und vorzugsweise ein zentrales Anschlußteil (43) besitzt, in das das Kapillarrohr
(46) mittig hineinragt und daß das Anschlußteil (43) durch eine öffnung des Seitenteils
(28) hindurchragt und an diesem vorteilhaft durch einen Federspannring (45) befestigt
ist.
6. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einstellglied (36) in dem Seitenteil (27) angebracht ist, das dem das Ausdehnungsglied
(44) tragenden Seitenteil (28) gegenüberliegt und vorzugsweise eine in ein als Tülle
in dem Seitenteil eingeformtes Gewinde (35) eingeschraubte Schraubspindel ist.
7. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einstellglied eine mittige Justierschraube (39) und einen aufgesetzten Drehbegrenzungsanschlag
('7) trägt.
8. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schnappfeder (13) mit ihrem Basisfederteil (14) und ihrer Federzunge (15)
in Schneidenlagerungen(16,17) gelagert sind.
9. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerungen (16,17) der Schnappfeder (13) an einem federnd beweglichen Schnappfederträger
(18) vorgesehen sind, der etwa parallel zur Schnappfeder verläuft, sich vorzugsweise
an dem Einstellglied (36) abstützt und von diesem bewegbar ist.
10. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktbrücke (22) am freien Ende der Schnappfeder (13) auf einem Isolierstück
(21) nachgiebig gelagert ist und insbesondere an einem durch teilweises Umspritzen
der Schnappfeder (13) hergestellten Kunststoff-Isolierstück angebracht ist.
11. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausdehnungsglied (44) auf einen zwischen zwei Schneidenlagerungen (16,17)
der Schnappfeder (13) gelegenen Betätigungspunkt (20) einwirkt.
12. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß er eine von dem Ausdehnungsglied (44) bei ihrer infolge eines Schadens in dem
Ausdehnungssystem extremen Zusammenziehung betätigbare Ausschalteinrichtung (53) aufweist,die
den Schalter öffnet.
13. Temperaturregler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschalteinrichtung
zum Angreifen an dem die Kontaktbrücke (22) tragenden Ende der Schnappfeder ausgebildet
ist.
14. Temperaturregler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschalteinrichtung
ein doppelarmiger Hebel ist, der sich mit einem Arm unter Federkraft an dem Ausdehnungsglied
(44) und an dem anderen Arm ein vorzugsweise justierbares Angriffsteil trägt, das
mit einem die Kontaktbrücke tragenden Isolierstücke (21) in Eingriff bringbar ist.
15. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen dem das freie Ende der Schnappfeder des Schnappschalters
in der Ausschaltstellung abstützenden Gegenanschlag und der neutralen Umschnappsstellung
der Schnappfeder so groß ist, daß die Schnappfeder nach einmaligem Ausschalten nicht
in die Einschaltlage zurückkehrt.
16. Temperaturregler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenanschlag
durch manuelle Einwirkung im Sinne einer Verringerung des Abstandes zum Herbeiführen
des Wiedereinschaltens bewegbar ist, vorzugsweise durch einen einarmigen Federhebel,
dessen freies Ende im Bereich des Einstellgliedes liegt und der von einem darauf axial
verschieblichen Einstellknopf verschwenkbar ist.