DE2020025C - Thermoschnappelement aus thermostatischem Material sowie Verfahren und Einrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch fügung steht.

gekennzeichnet, daß als Ausnehmungen (24, 26, Es ist ein Thermoschnappelement bekannt, bei 28) zylindrische Bohrungen mit zur Bewegungs- dem einer pyramidenförmigen Auswölbung die richtung des Preßstempels (22) parallelen Achsen 65 Spitze abgeschnitten ist (deutsches Gebrauchsmuster symmetrisch auf der Längsachse (2) angeordnet 1 834 597). Zusätzliche Deformationen sind dort sind. aber nicht vorhanden. Ferner gibt es noch eine kugelkalottenförmige Bimetallscheibe, die in der

Mitte eine entgegengesetzte Kalotte aufweist (deut- ment bezeichnet. Wenn das Thermoschn3ppelement

sches Gebrauchsmuster 1 998 672). Dies ist aber auch kühl ist, nimmt es die in den ausgezogenen Linien

keine zusätzliche Deformation im Sinne der Er- dargestellte Lage ein. Bei Erwärmen auf eine vor-

findung. bestimmte kritische Temperatur verursacht die

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, 5 größere Ausdehnung der unteren Metallschicht rela-

daß die zusätzlichen Deformationen zu beiden Seiten tiv zur oberen Metallschicht ein Umschnappen nach

der Längsachse des Streifens angeordnet sind und oben in die gemäß Fig. 3 gestrichelt dargestellte

einander spicgiioildlich gegenüberliegen. Hierbei Lage. Anschließend schnappt beim Abkühlen auf

kann daan der Abstand der zusätzlichen Deformatio- eine weitere vorbestimmte kritische Temperatur das

nen von der Längsachse auf beiden Seiten gleich sein. io Thermoschnappelement in die mit ausgezogenen

Erfindungsgemäß ist die Deformation an den Spit- Linien dargestellte Stellung zurück.
zen größer als an den rippenförmigen Kanten. Das Thermoschnappelemeni 10' kann frei tragend Außerdem können die von den Spitzen ausgehenden an einem elektrisch isolierenden Träger 15, durch rippenförmigen Kanten bogenförmig verlaufen. Im eine Schraube 16 befestigt sein, die durch das Loch einzelnen wird eine Lösung bevorzugt, wonach auf 15 13 in den Träger 15 eingeschraubt ist. Auf dem Endieder Seite der Längsachse zwei Spitzen liegen, die stück 14 des Thermoschnappelements 10' ist ein bedurch Kanten miteinander verbunden sind und von weglicher Kontakt 17 befestigt, der mit einem statioiknen kurze Kanten ausgehen, die bogenförmig auf- nären Kontakt 18 des Trägers 15 zusammenwirkt. .inanderzu laufen, jedoch im Abstand voneinander wie dies ausgezogen und gestrichelt in Fig. 3 darenden. 20 gestellt ist. Nicht dargeteilte Anschlußstücke sind

Zum Herstellen eines solchen Thermoschnapp- mit dem stationären Kontaki 18 und dem Haltestück

elements schlägt die Erfindi'";; vor, daß zunächst ein 12 des Thermoschnappelements 10* verbunden, und

Metallstreifen geformt und anschließend in diesen es kann durch öffnen und Schließen der Kontakte ein

Metallstreifen.die Auswölbung und die zusätzlichen elektrischer Stromkreis gesteuert werden.

Deformationen eingebracht werden. Dabei ist es 25 Eine bevorzugte Einrichtung für die Herstellung

besonders zweckmäßig, wenn die Auswölbung und solcher Thermoschnappekmente zeigt die Fig. 2.

die zusätzlichen Deformationen in demselben Dabei werden zwei Formwerkzeuge, nämlich eine

Arbeitsgang hergestellt werden. Matrize 20 und ein Preßftempel 22, verwendet, um

Eine Einrichtung zur Durchführung des genannten das gewölbte Teilstück des Streifens zu formen. In

erfahrens besteht erfindungsgemäß darin, daß eine 30 der Matrize 20 ist eine Vielzahl von einander über-

jtrize und ein relativ dazu bewegbarer Preßstempel schneidenden Ausnehmungen, wie beispielsweise die

gesehen und zur Bildung der entsprechenden kon- Bohrungen 24, 26 und 28, vorhanden. Die Über-

, en bzw. konvexen Flächen in bezug auf die schneidungen dieser Ausnehmungen sind bei 25 a,

igsachse und eine Querachse gekrümmt sind und 25b, Πα und 11b erkennbar. Die Matrize 20 und

,: 1 in der Matrize eine Mehrzahl von sich über- 35 der Preßstempel 22 sind relativ zueinander heweg-

hneidenden Ausnehmungen angeordnet sind. Be- Hch, beispielsweise mit Hilfe eines Stößels 23, der mit

μ inders zweckmäßig ist es, wenn als Ausnehmungen dem Preßstempel 22 verbunden ist. Die konkave

zylindrische Bohrungen mit zur Bewegungsrichtung Unterfläche des Preßstempels 22 und die konvexe

des Stempels parallelen Achsen symmetrisch auf der obere Fläche der Matrize 20 haben entsprechende

Längsachse angeordnet sind. 40 Formen, abgesehen von den in der Matrize 20 ee-

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird bildeten Ausnehmungen. Grundsätzlich sind diese

im folgenden näher erläutert. Es zeigt Flächen durch zwei Radien gebildet, von denen der

F i g. 1 eine schaubildliche Ansicht eines Thermo- eine die Krümmung in Längsrichtung der Formwerk-

schnappelements vor der Verformung, zeuge (Bogenstücke 30 und 31 der Matrize 20 bzw

Fig. 2 das gleiche Element nach der Verformung 45 des Preßstempels 22) und die andere die Krümmung

durch die dargestellte Vorrichtung und in Querrichtung der Matrize und des Preßstempels

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Schalters unter (Bogenstücke 32, 33 derselben) bewirkt.

Verwendung dieses Thermoschnappelements. Um run das Rohstück 10 in das Thermoschnapp-

Tn der Zeichnung sind die Dimensionen bestimm- element 10' umzuformen, wird es zwischen den Preßtür Teile abgewandelt und/oder übertrieben groß dar- 50 stempel 22 und die Matrize 20 eingebracht. Der Preßgestellt, um die Übersichtlichkeit zu erhöhen. stempel 22 wird dann nach unten in Pfeilrichtung

Nach Fig. 1 hat das Rohteil 10 eines Thermo- bewegt und der Streifen auf die entsprechenden

schnappelements die Form eines länglichen Streifens, Flächen des Preßstempels unO der Matrize gepreßt,

der an einem Ende ein im wesentlichen rechteckiges Infolge der in der Matrize vorhandenen Ausnehmun-

Haltestück 12 mit einem Loch 13 hat. Am entgegen- 55 gen werden Spitzen entsprechend den Überschnei-

gesetzten Ende ist ein Endstück 14 vorhanden, auf düngen der Ausnehmungen bei 25 a, 25 b, 27 α und

dem ein elektrischer Kontakt 17 durch übliche Mit- 27 b in dem gewölbten ^eilstück des Streifens bei

tel, beispielsweise durch Schweißen, befestigt werden 25 a', 25 b', 27 a' und 27 6' angeformt. Die Spitzen

kann. Dieses Rohteil 10 ist aus Bimetallmaterial ge- 25 α' und 27 α' sind durch eine bogenförmige Kante

bildet, dessen beide Schichten in der Zeichnung 60 34, die Spitzen 25 b' und 27 b' durch eine ähnliche

nicht eingezeichnet sind. Um eine Schnappwirkung bogenförmige Kante 35 verbunden. Kürzere Bocen-

zu erzielen, wird das Rohteil 10 mit einem gewölbten kanten 36 bis 39 erstrecken sich von den Spitzen ent-

Teilstück venrhen, das gemäß Fig. 3 nach oben gegengesetzt zu den Kanten 34 und 35. Bei Verlänge-

herausgewölbt ist, um so zu erreichen, daß das Ther- rung würden sich die Kanten 36 und 37 sowie die

moschnappelement zwischen den in ausgezogenen 65 Kanten 38 und 39 treffen. Die Kanten bilden dabei

Linien und gei.richelten Linien gezeigten Lagen ge- vorzugsweise rippenartige oder gratartige Kanten,

maß Fig. 3 hin- und herschnappen kann. Mit 10' ist Da das Rohstück 10 vor der Verformung flach ist, ist

das aus dem Rohteil gebildete Thermoschnappele- die durch den Preßstempel 22 ausgeübte Kraft ent-

lang der Querachse 4 wirksamer, so daß nun die für Schnappelemente, die keine Deformationen haben.

Kanten die Spitzen 25b', lib' und 25a', 27«', je- Es wjrde nun festgestellt, daß Thermoschnapp-

doch nicht 25 a', ISb' und 27 a' und 27 b' verbin- elemente, die wie oben beschrieben hergestellt sind,

den. Damit verbinden also die Kanten entsprechende nur eine Temperaturtoleranz von ungefähr der Hälfte

Spitzen in benachbarten Paaren. 3 haben. Der betreffende Bereich wird außerdem- für

Die Spitzen sind paarweise angeordnet, wobei jede eine lange Zeitdauer aufrechterhalten, das heißt, es Spitze eines Paares den gleichen Abstand von ergibt sich eine größere Lebensdauer. Ein weiterer der Längsachse 2 hat und die einzelnen Paare im Vorteil besteht darin, daß diese Thermoschnappgleichen Abstand von einer mittleren Querachse lie- elemente leichter zu kalibrieren sind. Ein Verfahren, gen. Die Lage der Achse 4 steuert die wirksame io um ein Element nach der Verformung zu kalibrieren, Umschnappmitte des Streifens entlang der Längs* besteht in der Anwendung eines Druckes auf dieses achse 2, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist Es können Element durch einen Kalibrierstift über den beweggegebenenfalls auch mehr als zwei Paare von Spitzen liehen Kontakt. Dieser Stift wird um eben bestimmvorgesehen sein, während in einigen Fällen nur ein ten Abstand bewegt, um so die gewünschte Kalibrie-Paar verwendet werden kann. «5 rung zu erzielen. Ohne die Deformationen ist der

Vorzugsweise werden die Deformationen des Abstand sehr klein und kritisch. Um den gleichen Thermoschnappelements beim gleichen Arbeitsgang Temperaturkalibrierpunkt für ein derartiges Thermo-

wie die Bildung des gewölbten Bereichs vorgenom- schnappelement zu erzielen, kann die Bedienungs-

men, doch kann dies gegebenenfalls auch getrennt person den Stift ungefähr um den doppelten Abstand

durchgeführt werden. Außerdem ist es ohne weiteres *o bewegen. Hierdurch kann auch ungelerntes Personal

möglich, auch eine größere Zahl von Ausnehmungen diese Thermoschnappelemente kalibrieren, ganz ab-

als dargestellt vorzusehen und andere Formen,'das gesehen davon, daß der Vorgang genauer und in

heißt nichtkreisförmige Formen, zu benützen, wobei einer geringeren Zeit als bei bekannten Thermo-

jedoch stetige Kurven bevorzugt werden. schnappelementen durchführbar ist

Derartige Thermoschnappelemente haben viele as Es wird noch ein weiterer Vorteil insofern erzielt, Vorteile. Unter anderem sind sie zuverlässiger, ihre als Deformationen die Schnappwirkung für eine Wirkung ist voraussehbarer, sie haben eine längere län^re Zeitdauer und so lange verhindern, bis sich Lebensdauer, sind leichter zu kalibrieren und haben die Kräfte im Thermoschnappelement entsprechend

eine größere Ausbeute, die in einigen Fällen bis auf dem Temperaturanstieg aufgebaut haben, die dann

95 ·/« erhöht ist. 30 schließlich das Thermoschnappelement zum Um-

Die Thermoschnappelemente werden an sich für schnappen bringen, so d&B nun eine größere Kraft

eine vorbestimmte Umschnapptemperatur, beispiets- durch das Thermoschnappelement ausgeübt werden

weise 121° C, hergestellt. Doch ist notwendigerweise kann. Dies kann beispielsweise dazu benützt werden,

eine gewisse Temperaturtoleranz vorhanden, inner- um eine Bewegung über ein Bewegungsübertragungs-

halb der die Elemente aus einer Stellung in eine 35 glied von dem Thermoschnappelement auf irgendein

andere umschnappen. Dieser Variationsbereich ist anderes Element weiterzugeben, um so einen ge-

typisch von der Größenordnung von 3 bis 11° C trennten Stromkreis zu betätigen oder auszuschalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

ι ' 2 Patentansprüche: Die Erfindung betrifft ein zur Verwendung m

1. Zur Verwendung in Thermoschalter« be- Thermoschaltern bestimmtes^ Τ"^⁰^^¹" stimmte* Thermoschnappelement aus thermo- aus thermostaüschem Material ζ. Β Bimetal wobei statischem Material, z. B Bimetall, wobei das das Thermoschnappelement auseinem Streun be-Thermoschnappelement aus einem Streifen be- 5 steht, der an emem Ende: emgespannt ist und am steht, der an eüYem Ende eingespannt ist und am anderen Ende einen ^^]\™^'™ξ\™*_Ώ™^ anderen Ende einen Schaltkontakt trägt, und wo- der Streifen eine fur das ^Um^nappen ^νε™^<£- bei der Streifen eine für das Umschnappen ver- liehe Wölbung aufweist. Sie betriff: water em Verantwortliche Wölbung aufweist, dadurch ge- fahren sowie eine Einrichtung zur Herstellung eines kennzeichnet, daß im Bereich der Aus- « solchen Thermoschnappelements.

wölbung zusätzliche Deformationen angebracht Es sind streifenförmig^ Thermoschnappelemente

sind in" Form von Spitzen (25a', 2Sb', Πα'. der obigen Art bekannt, bei denen eine urwesent-

27 b-), die durch rippe-.artige Kanten (34 bis 39) liehen ovale Auswölbung im Streifen vorhanden .s

zumindest teilweise miteinander verbunden sind. (französische Patentschrift 1 324 518 und deutsches

2. Thermoschnappelement nach Anspruch I. .5 Gebrauchsmuster 1878 077). Bei diesen bekannten dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Thermoschnappelementen besteht die scnwiengKeu, Deformationen zu beiden Seiten der Längsachse daß vor der Schnappwirkung bei Annäherung an oi, (2) des Streifens anaeordnet sind und einander kritische Temperatur die Glieder sicn aiimaniici, spiegelbild':* gegenüberliegen. biegen oder kriechen. Dies bedeutet, daß das frei-

3." Thermoschnappelement nach Anspruch 2. *o Endstück eines Bimetallstreifens sich zu biegen K-

dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der ginnt, wenn die Temperatur sich vor dem trreicru

zusätzlichen Deformationen von der Längsachse der kritischen Umschnapptemperatur ernont. uies ■ -

(2) auf beiden Seiten gleich ist. unerwünscht, weil hierdurch eine genaue Kalinn.

4. Themoschnappelen.ent nach einem der rung schwieriger wird. Das öffnen eines Stromkreiv Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß 25 mit einem solchen Element erfolgt langsamer uidie Deformation an den Spitzen (25 a', 25 b' zöeernder Hierdurch wird die Bildung von L.ch 27 λ', 27 ft) größer ist als an den rippenförmiser·. bögen begünstigt, was die Lebensdauer und c Kanten (34 bis 39). ^ Kalibrierung der Vorrichtung ungunsüg beeinfluß

5. Thermoschnappelement nach einem der Der Erfindung liest also die Aufgabe zugruno Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 30 die Kriechwirkung dieser bekannten Fhermoscnnap, die von den Spitzer. (25 a' 25 0', 27a'. 27 6') elemente herabzusetzen, so daß eine genauere Scha, ausgehenden ripptnfömigen Kanten (34 bis 39) tung bei Annäherung an die kritisch. Umschai: bogenförmig verlaufen. temperatur erzielt werden kann. Hierbei sollen kein.

6. Thermoschnappelement nach einem der zusätzlichen Elemente verwendet werden, sonder Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß 35 der angestrebte Effekt soll lediglich durch horn auf jeder Seite der Längsachse (2) zwei Spitzen gebung des Thermoschnappelements selbst erreicl · (25 a', 27 a' bzw. 25 b\ 27 b') liegen, die durch werden. Weiter wird dabei angestrebt, ein schneller, Kanten (34, 35) miteinander verbunden sind und Offnen eines mit einem solchen Thermoschnapr von denen kurze Kanten (36, 38 bzw. 37, 39) element ausgerüsteten Schalters zu erreichen, so dar ausgehen, die bogenförmig aufeinander^ Ipu 4^ die Bildur.g von Lichtbogen unterdruckt und die fen, jedoch im Abstand voneinander enden. Lebensdauer des Thermoschnappelements herauf-

7. Verfahren zum Herstellen eines Thermo- gesetzt wird.

s'.-hnappelements nach einem der Ansprüche 1 Diese Aufgabe wird bei den obenerwähnten

bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein iTiermoschnappelemente 1 erfindungsgemäß dadurch

Metallstreifen geformt und anschließend in die- 45 gelöst, daß im Bereich eier Auswölbung zusätzliche

sen Metallstreifen die Auswölbung und die zu- Deformationen angebracht sind in Form von Spitzen,

sätzlichen Deformationen eingebracht werden. die durch rippenartige Kamen zumindest teilweise

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge- miteinander verbunden siiid.

kennzeichnet, daß die Auswölbung und die zu- Durch die erfindungsgemäße Ausbildung verbessert

sätzlichen Deformationen in demselben Arbeits- so sich die Schnappcharakteristik, und es reduziert sich

gang hergestellt werden. das Kriechen vor dem Umschnappen des Elements

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfah- aus der einen Stellung in die andere bei der kritischen rcns nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, Temperatur. Außer dieser Reduzierung der Kriechdaß eine Matrize (20) und ein relativ dazu beweg- wirkung ist auch ein erhöhter Kalibrierbereich vorbarer Preßstempel (22) vorgesehen und zur 55 handen, und es bleibt die Kalibrierung für eine län-Bildung der entsprechenden konkaven bzw. kon- gere Zeitdauer aufrechterhalten. Ferner ist das erfinvexen Flächen in bezug auf die Längsachse (2) dungsgemäße thermostatische Element in der Weise und eine Querachse (4) gekrümmt sind und daß aufgebaut, daß es mit modernen Fertigungsniethoden in der Matrize (20) eine Mehrzahl von sich über- hergestellt werden kann und der Ausschuß herabschneidenden Ausnehmungen (24, 26, 28) ange- 60 gesetzt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ordnet sind. beim Umschnappen eine größere Kraft zur Ver-