Thermische Schalteinrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine thermische Schalteinrichtung 1, insbesondere einem bimetallgesteuerten Temperaturregler oder -begrenzer mit einer Sollwerteinstellvorrichtung 2, die ein am Sockel 3 der Schalteinrichtung 1 befestigtes, mit einer Lagerausnehmung 4 versehenes Führungsteil 5 aufweist, an dem eine Einstellkulissenführung 6a, 6b vorgesehen ist. In der Lagerausnehmung 4 ist eine verdrehbare Einstellwelle 7 angeordnet, die an ihrem freien Ende 8 eine Handhabe trägt und mit einem Abtastvorsprung 10 die Einstellkulissenführung 6 beaufschlagt sowie an ihrem anderen Ende auf Schaltelementteile (z.B. Sprungfeder 13, Bimetallelement 17, Bewegungskontakt 15) der Schalteinrichtung 1 einwirkt, wobei das Führungsteil 5 nach Art eines Blechstreifens ausgebildet ist. Die Einstellkulissenführungen 6a, 6b sind als Prägeabdruck in dem die Lagerausnehmung 4 aufnehmenden freien Ende 19 des Führungsteils 5 ausgebildet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein thermische Schalteinrichtung, insbesondere einen bimetallgesteuerten Temperaturregler oder einen -begrenzer. Derartige Schalteinrichtungen weisen in der Regel eine Sollwerteinstellvorrichtung auf, die ein am Sockel der Schalteinrichtung befestigtes, mit einer Lagerausnehmung versehenes Führungsteil umfaßt. An dem Führungsteil ist mindestens eine Einstellkulissenführung vorgesehen, in der Lagerausnehmung ist eine verdrehbare Einstellwelle befestigt, die an ihrem freien Ende mit einer Handhabe zur leichteren Bedienung versehen ist. An der Einstellwelle ist ein Abtastvorsprung vorgesehen, der die Einstellkulissenführung beaufschlagt und damit dafür sorgt, daß sich die Einstellwelle bei Verdrehung um ihre Achse in Axialrichtung verschiebt. Dadurch ist es möglich, daß sie an ihrem anderen Ende in Axialrichtung auf Schaltelementteile einwirkt, beispielsweise eine Sprungfeder, ein Bimetallelement oder einen Bewegungskontakt.

[0002] Eine derartige thermische Schalteinrichtung geht aus DE 196 04 949 hervor, das Führungsteil ist nach Art eines Blechstreifens ausgebildet, der an seinem freien Ende eine Einstellkulissenführung in Kombination mit einer Lagerausnehmung trägt, die als gesondertes Kunststoffspritzteil ausgebildet ist. Das Kunststoffspritzteil mit der Einstellkulissenführung wird auf eine nutartige Ausnehmung des Führungsteils aufgeschoben und dort durch Verschränkung oder Verpressung des Führungsteils befestigt. Dies erfordert zum einen eine gesonderte Herstellung des Führungsteils, zum anderen einen gesonderten Montage- und Befestigungsvorgang.

[0003] Als weiterer Stand der Technik ist aus EP 0 047 851 ein Thermostatschalter bekannt, bei dem die Einstellkulissenführung unmittelbar am metallischen freien Ende des Führungsteils ausgebildet ist. Allerdings sind das Führungsteil und die Kulissenführung ein gegossener Körper.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermische Schalteinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sie betreffend ihre Herstellung vereinfacht ist. Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst daß die Einstellkulissenführung als Prägeabdruck in dem die Lagerausnehmung aufnehmenden freien Ende des Führungsteils ausgebildet ist.

[0005] Durch diese Lösung können komplizierte Herstellungs- und Montagevorgänge eingespart werden, insbesondere ist es möglich, daß die Prägung der Einstellkulissenführung unmittelbar beim Ausstanzen des nach Art eines Blechstreifens ausgebildeten Führungsteils vorgenommen wird. Durch nur einen Stanz-Prägehub ist das Teil komplett fertiggestellt und kann mit den weiteren Bestandteilen des Schalters, nämlich einem sockelartigen Aufbau, einem Bimetallstreifen, Kontakten und Federelementen durch Vernietung bzw. Verschraubung verbunden werden.

[0006] Um die Präzision der Lagerausnehmung nicht zu beeinträchtigen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Prägung der Einstellkulissenführung von der Lagerausnehmung einen radialen Abstand aufweist und damit die Lagerausnehmung vom Prägevorgang nicht unmittelbar beeinflußt wird, so daß der die Lagerausnehmung durchstanzende Dom eine exakte Ausnehmung hinterläßt.

[0007] Vorteilhafterweise ist das Führungsteil auf seinen beiden Flachseiten mit je einer geprägten Einstellkulissenführung versehen. Beide Einstellkulissenführung können durch den ein und denselben Prägevorgang hergestellt werden. Dies kann auf einfache Weise dadurch geschehen, daß die Prägestempel, die am Führungsteil auf der Ober- und Unterseite beim Prägevorgang anliegen, mit den Einstellkulissenkonturen versehen sind. Durch Vornahme des Prägevorganges wird dann das Material des nach Art eines Blechstreifens ausgebildeten Führungsteils mehr oder weniger komprimiert, so daß auch komplexere Kulissenstrukturen jeweils für sich gesehen gesondert auf der Ober- und Unterseite eingeprägt werden können. Damit ist es möglich, die Kulissen bei Bedarf auf der Ober- und Unterseite unterschiedlich auszubilden.

[0008] Im Bedarfsfalle kann es vorteilhaft sein, die Einstellkulissenführungen auf beiden Seiten des Führungsteils gleichsinnig wirken zu lassen und die Einstellwelle mit zwei jeweils eine Einstellkulisse beaufschlagenden Abtastvorsprüngen zu versehen. Damit ist die Einstellwelle durch die beiden Einstellkulissenführungen zwangsgeführt und kann in Axialrichtung nicht mehr gegen den Druck der sie am freien Ende beaufschlagenden Feder verschoben werden.

[0009] Um Kippmomente zu vermeiden, sind die Einstellkulissenführungen vorteilhafterweise drehversetzt zueinander angeordnet. Sie weisen ferner bezogen auf das Zentrum der Einstellwelle einen unterschiedlichen radialen Abstand auf. Dadurch werden insbesondere beim Prägevorgang allzu große Kompressionen des Materials des Führungsteils vermieden.

[0010] Die Ansprüche 7 - 10 beschreiben vorteilhafte Ausbildungen der Einstellkulissenführung, um mit den auf einfache Weise geprägten Einstellkulissenführungen der thermischen Schalteinrichtung auch komplexere Schaltvorgänge durchführen zu können. Insbesondere verlaufen die Einstellkulissenführungen nicht über den gesamten Drehwinkelbereich von 360° linear in einer Richtung, vielmehr weist jede Einstellkulissenführung aufsteigende und abfallende Bereiche auf. Insbesondere können auch mittige Plateaubereiche zwischen den aufsteigenden und abfallenden Bereichen vorgesehen werden, um zu erreichen, daß sich bei Verdrehung der Einstellwelle in diesen Bereichen die axiale der Einstellwelle und damit die Beaufschlagung des durch die Einstellwelle gesteuerten Teils nicht ändert.

[0011] In Anspruch 10 ist genau dargelegt, wie sich die Einstellwelle von einem Maximalwert über einen vorgegebenen Drehwinkelbereich ϕ1 auf einen mittleren Plateauwert absenkt, um dann in einem weiteren Drehwinkelbereich ϕ2 erst auf den möglichen Minimalwert abzufallen, der dann über einen dritten Drehwinkelbereich ϕ3 beibehalten wird. In vierten, fünften und sechsten Drehwinkelbereichen ϕ4, ϕ5 und ϕ6 steigt dann die Kulissenhöhe wieder auf den Maximalwert an.

[0012] Die Erfindung ist anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1

eine schematische Seitenansicht einer thermischen Schalteinrichtung, teilweise geschnitten;

Fig. 2

eine Draufsicht in Pfeilrichtung II gemäß Fig. 1 auf die thermische Schalteinrichtung;

Fig. 3

einen Schnitt durch das gemäß der Erfindung ausgebildete Führungsteil;

Fig. 4

eine Draufsicht auf das Führungsteil gemäß Fig. 3 in Pfeilrichtung IV sowie

Fig. 5

vier Einstellkulissenkonturen.

[0013] Zunächst wird auf die Zeichnungsfiguren 1 - 4 Bezug genommen.

[0014] Die thermische Schalteinrichtung 1 weist eine Sollwerteinstellvorrichtung 2 auf, die ein an einem Sockel 3 der Schalteinrichtung 1 befestigtes, mit einer Lagerausnehmung 4 versehenes Führungsteil 5 umfaßt, an dessen Flachseiten 22, 23 Einstellkulissenführungen 6a, 6b vorgesehen sind. In der Lagerausnehmung 4 ist eine verdrehbare Einstellwelle 7 angeordnet, die an ihren freiem Ende 8 eine nicht weiter dargestellte Handhabe trägt und mit einem Abtastvorsprung 10 die Einstellkulissenführung 6b beaufschlagt. Am anderen Ende 11 der Einstellwelle 7, genauer gesagt mit einer Verlängerung 12 beaufschlagt die Einstellwelle 7 eine Sprungfeder 13, die an ihrem freien Ende 14 einen Bewegungskontakt 15 trägt, der mit einem Festkontakt 16 zusammenwirkt. Am unteren Ende des Sockels 3 ist ein streifenartiges Bimetallelement 17 vorgesehen, das über einen Koppelstift 18 die Kontaktfeder 13 beaufschlagt und je nach Stellung der Einstellwelle 7 und Biegung des Bimetallelements 17 für eine Öffnung und/oder Schließung des Bewegungskontakts 16 und Festkontakts 16 sorgt, so daß die thermische Schalteinrichtung 1 temperaturabhängig schalten kann.

[0015] Insbesondere aus Fig. 3 und 4 wird deutlich, daß die Einstellkulissenführungen 6a, 6b als Prägeabdruck in dem die Lagerausnehmung 4 aufnehmenden freien Ende 19 des Führungsteils 5 ausgebildet sind. Zusätzlich ist das freie Ende 19 des Führungsteils 5 rechtwinklig abgebogen, um einen Drehanschlag 20 zu bilden, der mit einem Radialvorsprung 21 der Einstellwelle 7 zusammenwirkt.

[0016] Aus Fig. 3 und 4 ergibt sich ferner, daß die Prägung der Einstellkulissenführungen 6a, 6b ringartig mit Abstand um die Lagerausnehmung 4 umläuft. Beide Einstellkulissenführungen 6a, 6b werden durch ein und denselben Prägevorgang hergestellt und wirken gleichsinnig aber um 180° drehversetzt auf die Einstellwelle 7 ein, wozu die Einstellwelle 7 mit zwei Abtastvorsprüngen 10 versehen ist, die sich ebenfalls 180° bezogen auf die Achse der Einstellwelle 7 gegenüberliegen.

[0017] Ferner weisen die beiden Einstellkulissenführungen 6a, 6b bezogen auf das Zentrum 24 der Einstellwelle 7 einen unterschiedlichen radialen Abstand auf.

[0018] Nachfolgend wird auf die Zeichnungsfig. 5 Bezug genommen.

[0019] In Kurve A ist zunächst zu sehen, daR die Einstellkulissenführung 6 in einem ersten Drehwirkelbereich Ψ₁ von einem Basiswert auf einen Maximalwert ansteigt, um dann über dem restlichen langen Drehwirkelbereich Ψ₂ wieder auf den Basiswert abzufallen. Der erste Drehwinkelbereich Ψ₁ beträgt etwa 30°, der verbleibende Drehwirkelbereich Ψ₂ etwa 300°, die verbleibenden 30° zur vollen Umdrehung sind durch den Drehanschlag 20 gesperrt. Gleiches gilt für die darunter liegende Kurve B in Fig. 5.

[0020] In den Kurven C und D ist nun eine modifizierte Form der Einstellkulissen dargestellt. Unter Bezugnahme auf Kurve C ist zu sehen, daß die Einstellkulisse von einem Maximalwert _max1 über einen vorgegebenen Drehwinkelbereich ϕ₁ auf einen mittleren Plateauwert _P1 abfällt, um dann in einem weiteren Drehwinkelbereich ϕ₂ auf einen Minimalwert _{min 1} abzufallen, der über einen dritten Drehwinkelbereich ϕ₃ beibehalten wird. In einem vierten Drehwinkelbereich ϕ₄ steigt die Einstellkulisse auf einen weiteren mittleren Plateauwert _P2 an, um dann in einem fünften Drehwinkelbereich ϕ₅ wieder auf einen zweiten Minimalwert _min2 abzufallen. In einem sechsten Drehwinkelbereich ϕ₆ ist dann wieder der Anstieg der Einstellkulisse auf den Maximalwert _max geben.

[0021] In Kurve D ist ebenfalls eine Lösung gezeigt, in der zwischen einem Minimalwert _min und einem Maximalwert _max mittlere Plateauwerte P liegen. Allerdings erfolgt der Übergang von einem Maximalwert _max am Anfang des Drehwinkelbereichs D₀ und einem Ende des Drehwinkelbereiches D₃₆₀ sprunghaft von einem Minimalwert _min auf einen Maximalwert _max.

BEZUGSZEICHEN

[0022] 

1

thermische Schalteinrichtung

2

Sollwerteinstellvorrichtung

3

Sockel

4

Lagerausnehmung

5

Führungsteil

6a, 6b

Einstellkulissenführung

7

Einstellwelle

8

freies Ende

10

Abtastvorsprung

11

freies Ende

12

Verlängerung

13

Sprungfeder

14

freies Ende

15

Bewegungskontakt

16

Festkontakt

17

Bimetallelement

18

Koppelstift

19

freies Ende

20

Drehanschlag

21

Radialvorsprung

22

Flachseite

23

Flachseite

24

Zentrum

Ansprüche

1. Thermische Schalteinrichtung (1), insbesondere bimetallgesteuerter Temperaturregler oder -begrenzer mit einer Sollwerteinstellvorrichtung (2), die ein am Sockel (3) der Schalteinrichtung (1) befestigtes, mit einer Lagerausnehmung (4) versehenes Führungsteil (5) aufweist, an dem eine Einstellkulissenführung (6a, 6b) vorgesehen ist und in der Lagerausnehmung (4) eine verdrehbare Einstellwelle (7) angeordnet ist, die an ihrem freien Ende (8) eine Handhabe trägt und mit einem Abtastvorsprung (10) die Einstellkulissenführung (6) beaufschlagt sowie an ihrem anderen Ende auf Schaltelementteile (z.B. Sprungfeder 13, Bimetallelement 17, Bewegungskontakt 15) der Schalteinrichtung 1 einwirkt, wobei das Führungsteil 5 nach Art eines Blechstreifens ausgebildet ist,
   dadurch gekennzeichnet, daß daß die Einstellkulissenführung (6a, 6b) als Prägeabdruck in dem die Lagerausnehmung (4) aufnehmenden freien Ende (19) des Führungsteils (5) ausgebildet ist.

2. Thermische Schalteinrichtung nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Prägung der Einstellkulissenführung (6a, 6b) die Lagerausnehmung (4) ringartig mit Abstand umgibt.

3. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2,
   dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (5) auf seinen beiden Flachseiten (22, 23) mit je einer geprägten Einstellkulissenführung (6a, 6b) versehen ist.

4. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß beide Einstellkulissenführungen (6a, 6b) durch ein und denselben Prägevorgang hergestellt sind.

5. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einstellkulissenführungen (6a, 6b) gleichsinnig wirken und die Einstellwelle (7) mit zwei jeweils eine Einstellkulisse (6a, 6b) beaufschlagenden Abtastvorsprüngen (10) versehen ist.

6. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellkulissenführungen (6a, 6b) 180° drehversetzt zueinander angeordnet sind.

7. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einstellkulissenführungen (6a, 6b) bezogen auf das Zentrum (24) der Einstellwelle (7) einen unterschiedlichen radialen Abstand aufweisen.

8. Thermische Schalteirrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß jede Einstellkulissenführung (6a, 6b) in einem ersten kurzen Drehwinkelbereich (Ψ₁₎ von einem Basiswert auf einen Maximalwert ansteigt, um dann über den restlichen langen Drehwirkelbereich (Ψ₂) wieder auf den Basiswert abzufallen.

9. Thermische Schalteinrichtung nach Anspruch 8,
   dadurch gekennzeichnet, daß der erste Drehwinkelbereich (Ψ₁) etwa 30° beträgt.

10. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9,
   dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils ersten Drehwirkelbereiche (Ψ₁) steilen Anstiegs der beiden Einstellkulisse (6a, 6b) etwa 180° drehversetzt zueinander angeordnet sind.

11. Thermische Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens eine Einstellkulisse (6) von einem Maximalwert über einen vorgegebenen Drehwinkelbereich (ϕ₁) auf einen mittleren Plateauwert abfällt, um dann in einem weiteren Drehwirkelbereich (ϕ₂) auf einen Minimalwert (min) abzufallen, der Minimalwert über einen dritten Drehwinkelbereich (ϕ₃) beibehalten wird, in einem vierten Drehwinkelbereich (Ψ₄) die Einstellkulisse (6) auf einen weiteren mittleren Plateauwert ansteigt, um dann in einem fünften Drehwinkelbereich (ϕ₅) wieder auf den Minimalwert abzufallen und dann in einem sechsten Drehwirkelbereich (ϕ₆) auf den Maximalwert (max) anzusteigen.

Zeichnung