DE1193138B - Thermostatschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H02c

Deutsche KL: 21 c - 40/05

Nummer: 1193 138

Aktenzeichen: B 60818 VIII d/21 c

Anmeldetag: 12. Januar 1961

Auslegetag: 20. Mai 1965

Die Erfindung betrifft einen Thermostatschalter, bei dem ein Temperaturfühler-Dehnglied eine Temperaturveränderung über ein manuell einstellbares Glied selbsttätig auf einen Schalter überträgt.

Bei den gebräuchtlichen Thermostatschaltern besteht das Temperatarfühler-Dehnglied aus einer metallenen Druckdose, die mit einem Temperaturfühler über ein Kapillarrohr verbunden ist. Die selbsttätige Regelung von elektrischen Geräten wird dabei durch einen Expansionsdruck des in dem Temperaturfühler-Dehnglied enthaltenen Mediums, meist einer Flüssigkeit, erzielt, wobei die Druckdose sich aufwölbt und durch den dabei erzielten Hub über Hebel und Gestänge einen Schalter betätigt, der meist als Schnappschalter ausgebildet ist. Als besonders schwierig stellte sich bei diesen bisherigen Einrichtungen das Auffangen eines Überdruckes heraus, der dann auftritt, wenn bei aufgewölbter Druckdose, also größter Druckmöglichkeit, das Einstellglied in die Nullstellung zurückgedreht wird. Die bekannten Thermostatschalter sind auch vor allem dadurch sehr störanfällig, weil das Temperaturfühler-Dehnglied, insbesondere die Druckdose und die den Ausdehnungshub auf den Schalter übertragenden Zwischenglieder, sehr empfindlich reagieren und kompliziert ausgebildet sind. Nachteilig ist auch die vielfache Anordnung der Einstellwelle unmittelbar in der Druckdose, so daß bei einem Stoß oder einem Schlag gegen die Einstellwelle die Druckdose sehr leicht deformiert werden kann, wodurch starke Ungenauigkeiten in der Regulierung hervorgerufen werden.

Bei einem bekanntgewordenen Thermostatschalter mit in einer Wand eines Gehäuses angeordneten Druckdose und einer in der gegenüberliegenden Gehäusewand in einer Mutter verdrehbar angeordneten Einstellwelle, wobei die Einstellwelle zur Druckdose exzentrisch angeordnet ist und auf dem inneren Ende der Einstellwelle und auf einem Vorsprung der Druckdose ein Kippglied angeordnet ist, das Kontaktfedern eines Schalters betätigt, ist durch die Trennung zwischen Einstellwelle und Druckdose vermieden, daß Erschütterungen von der Einstellwelle unmittelbar auf die Druckdose übertragen werden können und diese deformieren. Bei dieser Einrichtung ist jedoch die Ausbildung der mit einem Spezialgewinde versehenen Einstellwelle und der diese führenden Mutter sehr aufwendig. Darüber hinaus ist hierbei eine äußerst präzise Montage erforderlich, da bei dem Kippglied, das auf zwei Kontakthebel einwirkt, auf einer genau parallel zu den Kontakthebeln liegenden Geraden die Berührungs-Thermostatschalter

Anmelder:

Busch-Jaeger

Dürener Metallwerke Aktiengesellschaft,

Lüdenscheid

Als Erfinder benannt:

Helmut Eggert,

Wolfgang Fuchs, Lüdenscheid

punkte mit dem Ende der Einstellwelle und dem Vorsprung der Druckdose liegen müssen, da andernfalls das Kippglied seitlich verschoben werden kann, wodurch eine ungenaue Betätigung der Kontakthebel erfolgen würde.

Schließlich ist noch ein Thermostatschalter mit einer durch ein Temperaturfühler-Dehnglied gegen die Kraft einer Rückstellfeder kippbaren und einen Schaltarm betätigenden, mit einer stirnseitigen Steuerfläche versehenen und in deren Abstand zum Temperaturfühler-Dehnglied durch Verdrehen einstellbaren Nockenscheibe bekanntgeworden.

Hierbei ist die Nockenscheibe drehbar an einem Kipphebel angeordnet, der um eine Drehachse durch das Temperaturfühler-Dehnglied verschwenkt wird, wobei ein ebenfalls an dem Kipphebel befestigter Quecksilberschalter betätigt wird. Eine manuelle Betätigung der Nockenscheibe muß dabei direkt an deren Umfang vorgenommen werden, so daß eine Verstellung der Solltemperatur bei eingebautem Thermostatschalter sehr schwierig ist.

Die Erfindung betrifft einen Thermostatschalter der zuletzt beschriebenen Art, wobei die aufgeführten Nachteile beseitigt sind.

Die Erfindung besteht darin, daß die mit dem ortsfest gelagerten Einstellglied mit senkrechtem Spiel gekuppelte Nockenscheibe um ein in Richtung der ortsfesten Einstellwelle angeordnetes Spitzenlager gegen den Druck einer konzentrisch zur Einstellwelle angeordneten, ortsfest abgestützten, mit Richtkraft gegen Verschwenkungen angreifenden Feder schwenkbar gelagert ist und den Schaltarm über eine am Umfang angeordnete Mitnehmernut gemäß ihren Schwenkbewegungen steuert.

Hierdurch ist es möglich, die Nockenscheibe, die je nach Verwendungszweck für verschiedenartig große Temperaturbereiche mit einer unterschied-

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lichen Steuerfläche ausgebildet sein kann, mittels einem ortsfesten Anschlag 15 am Gehäuse zueinem Einstellgriff über die Einstellwelle zu ver- sammenarbeitet. Durch die linear ansteigende stellen und die Nockenscheibe auf einen Schalter in Steuerfläche der Nockenscheibe 11 wird je nach ein- oder mehrpoliger Ausführung von beliebiger Einstellung mittels eines nicht dargestellten Einstell-Konstruktion einwirken zu lassen, wobei die 5 griffes über die Einstellwelle 8 und den Mitnehmer

Nockenscheibe eine einen Überhub des Temperatur- 10 der Abstand zu einem weiter unten beschriebenen

fühler-Dehngliedes auffangende Verschwenkmöglich- Temperaturfühler-Dehnglied verschieden eingestellt,

keit aufweist. so daß dieser Weg (etwa 5 mm) im Zusammenhang

Zweckmäßig ist dabei das Spitzenlager für die mit dem Ausdehnungsweg des Temperaturfühler-Nockenscheibe von dem ihr zugekehrten Ende der io Dehngliedes ein Maß für die durch den Einstell-Einstellwelle gebildet. griff vorgewählte Temperatur ist. An der Nocken-

Dabei ist der in das Spitzenlager eingreifende scheibe 11 und an dem Gehäuse, z. B. der Gehäuse-Teil der Nockenscheibe als Justierschraube aus- wand la, ist noch je ein Nocken Ud und 16 angebildet, geordnet, die in beiderseitigem Zusammenwirken ein

Nach weiterer Ausbildung weist die Nockenscheibe 15 Einschalten des Schalters bei Unterkühlen des

eine Aussparung auf, in die ein auf dem Einstell- Temperaturfühler-Dehngliedes in der Null- bzw.

glied exzentrisch angeordneter Mitnehmer eingreift. Ausstellung verhindern. An der Wand la ist ferner

Nach weiterer Ausbildung ist an der Nocken- ein Befestigungsbügel 7 zur Befestigung des Thermoscheibe ein Anschlag angeordnet, der mit einem orts- statschalters in einem elektrischen Heizgerät anfesten Anschlag des Gehäuses zusammenarbeitet 20 gebracht,
und den Drehbereich der Nockenscheibe begrenzt. In der gegenüberliegenden Wand 1 & des Gehäuses

Weiterhin ist der Nockenscheibe eine Nase an- ist zur Einstellwelle 8 seitlich versetzt das Tempegeformt, und ihr gegenüber am Gehäuse ein Vor- raturfühler-Dehnglied, bestehend aus einer Drucksprung so angeordnet, daß die Nockenscheibe in der hülse 2, einem gummielastischen Hohlzylinder 17 Aus-Stellung des Schalters mit entsprechender Kipp- 25 und einem Stößelkolben 6 angeordnet. Die Drucklage festgelegt ist. hülse 2 besitzt an ihrem äußeren Umfang ein Ge-

In weiterer Ausbildung ist bei dem Thermostat- winde, auf das die Mutter 3 aufgeschraubt ist. Diese

schalter mit Gehäuse das Fühlglied mittels einer auf dient zur Justierung des Temperaturfühler-Dehn-

ihm aufgeschraubten und mit einem gerändelten gliedes und wird in dem Gehäuse 1 mittels einer

Flansch versehenen, zur Justierung dienenden Mutter 30 Scheibe 4 und einem Sprengring 19 gehalten. Die

in dem Gehäuse vorzugsweise in einer Gehäusewand Mutter 3 besitzt einen Flansch, der an seinem Rand

gelagert und durch eine Scheibe mit Sprengring gerändelt ist. Dieser Rand dient zur Betätigung bei

gehalten. der Justierung. Zum Verdrehungsschutz der Mut-

Dabei ist die Mutter durch ein Klemmstück, ζ. B. ter 3 nach der Justierung ist ein Winkelstück 5 an

Winkelstück, in der justierten Lage gesichert. 35 dem Gehäuse 1 angeordnet. Die Ausdehnung des

Schließlich besteht das Fühlglied aus einem in Mediums, z.B. einer Flüssigkeit2O₃ wird über den einer Druckhülse angeordneten, als Membran wir- Stößelkolben 6, der in der Druckhülse 2 federnd unkenden Gummihohlzylinder, der den Druck des tergebracht ist, auf die Nockenscheibe 11 übertragen. Mediums mittels eines Stößelkolbens auf die Ist die Einstellwelle 8 durch den Einstellgriff in Nockenscheibe überträgt. 40 eine bestimmte Stellung gebracht worden, wobei

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des eine Drehung der Nockenscheibe 11 erfolgt und diese

erfindungsgemäßen Thermostatschalters in zwei mittels der Steuerfläche einen bestimmten Abstand

Schnittbildern dargestellt; es zeigt zu dem Kolben 6 des Temperaturfühler-Dehngliedes

F i g. 1 den Thermostatschalter im eingeschalteten erhält, dann hat der Kolben 6 nach Ausdehnung des

Zustand, 45 Gummizylinders 17 einen bestimmten Weg 22 bis

F i g. 2 den Thermostatschalter im ausgeschalteten zum Auf treffen auf die Nockenscheibe 11 zurück-

Zustand nach Ausdehnung des Temperaturfühler- zulegen, was die Höhe der Temperatur ausmacht.

Dehngliedes. Sobald der Kolben 6 auf die Nockenscheibe 11 trifft,

In einem kastenförmigen Gehäuse 1 ist in einer verschwenkt oder kippt er diese in axialer Richtung

Wand la eine Stellvorrichtung angeordnet. Sie be- 50 zur Gehäusewand la hin um das Spitzenlager 8α,

steht aus einer Einstellwelle 8, die in einem Lager 9 während der dem Temperaturfühler-Dehnglied in

stabil gelagert und mit einer Mitnehmerscheibe 10 bezug auf das Spitzenlager 8 α gegenüberliegende Teil

fest verbunden ist. Die Mitnehmerscheibe 10 greift der Nockenscheibe 11, in dessen Mitnehmernut 11 b

mit einem Stift 10 a in eine Aussparung 11a einer der Schaltarm 18 α des Schalters 18 gelagert ist, nach

Nockenscheibe 11 ein, die mit einer stirnseitigen 55 der entgegengesetzten Seite, also zur gegenüber-

Steuerfläche versehen ist. Sie ist durch einen zen- liegenden Gehäusewand 1 & hin kippt und dabei den

irischen, axial einstellbaren Gewindestift 12 mit Schaltarm 18 a in Richtung des Pfeiles mitnimmt

einer Spitze in einem Spitzenlager 8 α der Stirnfläche und den Schalter 18 betätigt. Der Schalter 18 ist im

der Einstellwelle 8 gelagert. Die Nockenscheibe 11 Gehäuse z.B. zwischen den beiden Wänden la und

wird mittels der Spitze am Gewindestift 12 fest in 60 Ib angeordnet. Zieht sich bei Abkühlung die Aus-

das Spitzenlager 8 α der Einstellwelle 8 gepreßt. Hier- dehnungsflüssigkeit 20 wieder zusammen, so geht

zu dient eine Feder 13, die ortsfest im Gehäuse auch der Hohlzylinder 17 und damit auch der KoI-

lagert und z. B. auf einem Winkel 14 ihr Wider- ben 6 zurück, so daß mittels der Feder 13 die

lager hat. Am Rande der Nockenscheibe 11 befindet Nockenscheibe 11 die Normallage wieder einnimmt

sich eine Mitnehmernut 11 b, in die der Schaltarm 65 und hierbei der Schaltarm 18 α des Schalters 18 eben-

18 a eines Schalters 18 eingreift. Ferner ist an der falls zurückgenommen wird und den Schalter 18 wie-

Nockenscheibe 11 ein die Drehbewegung derselben der ausschaltet. Der Schaltarm 18 a kann bei einem

begrenzender Anschlag lic angeordnet, der mit Schnappschalter auch an der Unterseite der Nocken-

scheibe 11 anliegen und wird beim Verkippen durch diese in Pfeilrichtung gedrückt, wobei der Schalter 18 ausschaltet. Gelangt die Nockenscheibe 11 wieder in waagerechte Stellung, dann geht der Schaltarm 18 α infolge der Schnappwirkung des Schalters 18 selbständig in die Einschaltlage zurück.

Statt eines Schnappschalters kann auch ein Magnetschalter verwendet werden. In der Kippmöglichkeit der als zweiarmiger Hebel anzusehenden Nockenscheibe 11 ist ebenso wie in dem Schalter der Überhub 21 enthalten.

Der Thermostatschalter funktioniert folgendermaßen: In der F i g. 1 ist der Schalter 18 in der eingeschalteten Stellung gezeichnet. Die Nockenscheibe 11 ist so weit verstellt, daß über dem Temperaturfühler-Dehnglied, und zwar über dem Kolben 6, der höhere Teil der Steuerfläche liegt, d.h. in dieser Lage benötigt das Temperaturfühler-Dehnglied nur wenig Ausdehnung, um die Nockenscheibe 11 zu betätigen. Der Thermostatschalter bzw. die Regeleinrichtung spricht also bereits bei einer niedrigen oder nur wenig erhöhten Temperatur an. Zur Überwindung des geringfügigen Hubes 22 muß der Kolben 6 diesen Weg bis zu der Nockenscheibe 11 zurücklegen und drückt dann auf diese und stellt sie so weit schräg, bis nach einer kurzen Bewegung der Schalter 18 ausgeschaltet ist. Diese Stellung zeigt die F i g. 2. Der Hub 22 war vielleicht 2 mm groß. Soll nun in dieser Lage die Nockenscheibe 11 mit dem Einstellgriff der Einstellwelle 8 auf Null gestellt werden, d. h. in die Ausschaltstellung gebracht werden, so daß nicht erst das Zurückgehen des Kolbens 6 bei Abkühlung abgewartet werden muß, dann wird die Nockenscheibe 11 in die Nullstellung verdreht, wobei sie die schiefe Lage noch beibehält. Die Nullage wird bei der höchsten Nockeneinstellung erreicht, d. h. die Nockenscheibe 11 wird so weit herumgedreht, bis die dickste Stelle des Nockens über dem Kolben 6 zu liegen kommt. Da die Nockenscheibe 11 den Kolben 6 nicht zurückdrücken kann, wird sich diese sogar noch ein wenig weiter verkippen, d. h. sowohl in der Kippmöglichkeit der Nockenscheibe 11 als auch in dem Hub des Schaltkontaktes des Schalters 18 muß ein zusätzlicher Spielraum, nämlich ein Überhub 21 für die weitere Verschwenkung, übrig sein. Geht dann der Kolben 6 infolge des Zusammenziehens der Flüssigkeit bei Abkühlung wieder zurück, so bringt die Feder 13 die Nockenscheibe 11 in ihre normale Lage zurück, doch verschwenkt sie sie nicht weiter als es die Nocken Ud und 16 zulassen, d. h., diese sind so ausgebildet in ihren Abmessungen, daß sie bei Aufeinanderliegen noch die Ausschaltstellung sichern. Erst bei der nächsten kurzen Verdrehung der Einstellwelle 8 mit dem Einstellgriff wird die Einschaltstellung wieder eingenommen, wobei die Nockenscheibe 11 in ihre waagerechte Lage gelangt.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Thermostatschalter mit einer durch ein Temperaturfühler-Dehnglied gegen die Kraft einer Rückstellfeder kippbaren und einen Schaltarm betätigenden, mit einer stirnseitigen Steuerfläche versehenen und in deren Abstand zum Temperaturfühler-Dehnglied durch Verdrehen einstellbaren Nockenscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem ortsfest gelagerten Einstellglied (8, 10) mit senkrechtem Spiel gekuppelte Nockenscheibe (11) um ein in Richtung der ortsfesten Einstellwelle (8) angeordnetes Spitzenlager (8 a) gegen den Druck einer konzentrisch zur Einstellwelle angeordneten, orstfest abgestützten, mit Richtkraft gegen Verschwenkungen angreifenden Feder (13) schwenkbar gelagert ist und den Schaltarm (18 a) über eine am Umfang angeordnete Mitnehmemut (11 b) gemäß ihren Schwenkbewegungen steuert.

2. Thermostatschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spitzenlager (8 ä) für die Nockenscheibe (11) von dem ihr zugekehrten Ende der Einstellwelle (8) gebildet ist.

3. Thermostatschalter nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Spitzenlager (8 α) eingreifende Teil der Nockenscheibe (11) als Justierschraube (12) ausgebildet ist.

4. Thermostatschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (11) eine Aussparung (lic) aufweist, in die ein auf dem Einstellglied (8, 10) exzentrisch angeordneter Mitnehmer (10 a) eingreift.

5. Thermostatschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nockenscheibe (11) ein Anschlag (lic) angeordnet ist, der mit einem ortsfesten Anschlag (15) des Gehäuses (1) zusammenarbeitet und den Drehbereich der Nockenscheibe (11) begrenzt.

6. Thermostatschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenscheibe (11) eine Nase (11 d) angeformt und ihr gegenüber am Gehäuse (1) ein Vorsprung (16) so angeordnet ist, daß die Nockenscheibe (11) in der Aus-Stellung des Schalters (18) mit entsprechender Kipplage festgelegt ist.

7. Thermostatschalter mit Gehäuse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlglied (2, 6, 17) mittels einer auf ihm aufgeschraubten und mit einem gerändelten Flansch versehenen, zur Justierung dienenden Mutter (3) in dem Gehäuse (1) vorzugsweise in einer Gehäusewand (la) gelagert und durch eine Scheibe (4) mit Sprengring (19) gehalten ist.

8. Thermostatschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (3) durch ein Klemmstück, z. B. Winkelstück (5), in der justierten Lage gesichert ist.

9. Thermostatschalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlglied (2, 6, 17) aus einem in einer Druckhülse (2) angeordneten, als Membran wirkenden Gummihohlzylinder (17) besteht, der den Druck des Mediums (20) mittels eines Stößelkolbens (6) auf die Nockenscheibe (11) überträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 815 565;
USA.-Patentschrift Nr. 2296 374.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 570/367 5. 65 © Bundesdruckerei Berlin