DE2415175B2 - Schaltgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät mit an einer, ein Gehäuse abschließenden Tragplatte befestigtem Schaltelement, bestehend aus einer oder mehreren Kontaktzungen an der vom Gehäuse abgewandten Seite der Tragplatte, wobei eine der Kontaktzungen im gehäuseinneren Ende eine federbelastete Wippe trägt, die von einem Schalterbetätigungselement im wesentlichen in Längsrichtung des Gehäuses gekippt werden kann, und das andere Ende der Wippe mit einer Feder verbunden ist, die andererseits an einer einseitig abgestützten Kontaktplatte angreift, derart, daß bei Betätigung der Schaltwippe die Kontaktplatte von einer Kontaktstelle in eine andere Stellung umspringt, jedoch eine noch weitere Verschiebung der Schaltwippe nur die Schalterfeder zusätzlich beaufschlagt, das Schalterbetätigungselement im Gehäuse der Tragplatte gegenüberliegend angeordnet ist, daß als Schalterbetätigungselement ein an sich bekannter temperaturabhängiger linearer Stellmotor dient, mit in einem Hohlraum eingeschlossenen, sich bei Erwärmung ausdehnenden Stoff und einem durch den sich ausdehnenden Stoff verschiebbaren Kolben.

Bei einem bekannten Schaltgerät (DT-AS 20 57 013) mit temperaturabhängigem linearem Stellmotor als Betätigungselement, bestehend aus in einem Hohlraum eingeschlossenen, sich bei Erwärmung ausdehnenden Stoff, einem durch den sich ausdehnenden Stoff verschiebbaren Betätigungskolben, einer Rückstellfeder und einem Schaltelement ist ein einstückiges Gehäuse mit Schraubgewinde vorgesehen, dessen eine Öffnung durch eine Tragplatte mit dem Schaltelement und dessen anderer Endteil durch einen linearen Stellmotor verschlossen ist, wobei ferner ein die beiden Gehäuseinnenräume trennendes, mit einer Durchtrittsöffnung für ein Schaltelementbetätigungsglied des Stellmotors versehenes Widerlager für die Rückstellfeder vorgese-

b5 hen ist.

Bei diesem bekannten Schaltgerät ist ein erheblicher konstruktiver Aufwand erforderlich, um die Rückstellfeder im Gehäuse anzuordnen und abzustützen.

Es sind auch Thermoschalter bekannt, bei denen als temperaturabhängiges Schaltelement eine Springscheibe aus Bimetall vorgesehen ist, die über einen Stößel eine Kontakthalterung betätigt, die ihrerseits eine Schaltwippe auslöst. Nachteilig bei diesen bekannten Schaltgeräten ist es, daß zur Rückstellung des Stellmotors bzw. der Bimetallscheibe bei Absinken der Temperatur zusätzliche Maßnahmen vorgesehen werden müssen, um den Kolben des Stellmotors in seine Ausgangsstellung zu bringen. η

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der eingangs erläuterten Art derart auszubilden, daß es bei einfachem Aufbau einen genau definierten Umschaltpunkt aufweist, dessen Justierung von außen ohne Eingriff in das Schaltgerätinnere in einfacher Weise möglich ist und bei dem der konstruktive Aufwand zur Vermeidung von Material- und Montagekosten wesentlich verringert ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kolben mit der Wippe in kraftschlüssiger Verbindung steht und daß die an der Schaltwippe angreifende Feder des Schaltelementes als Rückstellfeder für den Kolben des Schalterbetätigungselementes dient.

Die Schalterfeder des Schaltelements erfüllt somit gleichzeitig zwei Funktionen, nämlich einerseits das Umspringen der Schaltwippe zu bewirken und andererseits auf das Schalterbetätigungselement als Rückstellkraft einzuwirken. Durch die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich noch ein zusätzlicher Vorteil, der sich nicht ohne weiteres aus der bekannten Konstruktion ergibt, nämlich eine wesentliche Verringerung der Bauhöhe.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das temperaturabhängige Arbeitselement durch Umbördelung eines Gehäuserandes im Gehäuse befestigt und eine den Arbeitskolben des Arbeitselementes umgreifende Hülse vorgesehen, die als Schalterbetätigungsglied wirkt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hülse aus Kunststoff besteht und im Preßsitz auf den Arbeitskolben aufgesetzt ist.

Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Abdeckplatte vorgesehen, die sich gegen einen Rand im Gehäuse abstützt, und der Stellmotor weist einen in an sich bekannter Weise bei Erwärmung des Feststoffes durch dessen Ausdehnung verschiebbaren Kolben auf, der von einer als Schalterbetätigungsglied dienenden Hülse umfaßt ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der lineare Stellmotor von oben in das Gehäuse eingesetzt und stützt sich an einer Schulter ab. Dabei kann es ferner vorteilhaft sein, wenn der lineare Stellmotor mittels einer deformierbaren Randleiste befestigt ist.

Nach einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der lineare Stellmotor von unten in das Gehäuse eingesetzt und stützt sich an einer Schulter ab. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn der lineare Stellmotor mittels eines umgebördelten Gehäuserandes befestigt ist.

Nach einer Abwandlung kann die Befestigung des eo linearen Stellmotors im Gehäuse mittels eines Klebers erzielt werden.

In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung wirkt die Kontaktplatte mit zwei getrennten Kontakten abwechselnd zusammen und wirkt derart als Umschal- b> ter mit einer bevorzugten Schaltstellung im unbelasteten Zustand.

An der gehäuseinneren Seite der Tragplatte ist zweckmäßigerweise eine Kontaktzunge als Masseanschluß für eine leitende Verbindung mit. dem Gehäuse angeordnet. Zusätzlich an der Tragplatte kann noch ein an sich bekanntes Funkenlöschglied angeordnet sein.

Das Gehäuse ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem Außenschraubgewinde versehen oder nach einem abgewandelten Ausführungsbeispiel in eine zugeordnete Öffnung einsteckbar ausgebildet.

Eine besonders einfache Justierungsmöglichkeit ergibt sich dann, wenn das Gehäuse zur Justierung stellenweise deformiert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schaltgerätes,

F i g. 2 ein zweites abgewandeltes Ausführungsbeispiel, und

Fig.3 ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

In F i g. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem in einem Gehäuse 1 ein auf einer Tragplatte 2 angeordnetes Schaltelement vorgesehen ist, wobei die Tragplatte unter Verwendung eines Dichtungsringes 29 durch Umbördeln eines Gehäuserandes 15 im Gehäuse 1 befestigt ist. In einem unteren Endteil 20 des Gehäuses 1 ist ein an sich bekanntes temperaturabhängiges Arbeitselement 16 vorgesehen, bei dem in einem Gehäuse ein sich bei Erwärmung ausdehnender, fester, flüssiger oder gasförmiger Stoff 9 angeordnet ist, der auf einem Arbeitskolben 10 wirkt und diesen bei Ausdehnung infolge Temperaturerhöhung aus dem Gehäuse herausdrückt. Das Arbeitselement 16 ist beispielsweise durch Umbördeln des unteren Randes des Gehäuses 1 festgehalten.

Zum Einschrauben in eine Rohrleitung oder dergleichen für ein Medium, dessen Temperatur maßgebend für die Betätigung des Schaltelementes ist, kann das Gehäuse 1 ein Außengewinde 27 aufweisen.

Das Schaltelementbetätigungsglied ist als eine den Arbeitskolben 10 umfassende Hülse in Form eines Isolierstückes, vorzugsweise aus Kunststoff, ausgebildet. Die Hülse 17 wirkt mit einer Schaltwippe 6 des Schaltelementes zusammen.

Auf der Tragplatte 2 sind Kontaktzungen 3, 4, 5 vorgesehen. Diese Kontaktzungen durchdringen die aus Isolierstoff bestehende Tragplatte 2. Dabei weist die Kontaktzunge 3 an ihrer gehäuseinneren Seite eine Schaltwippe 6 auf, die einerseits mit der Hülse 17 des temperaturabhängigen Arbeitselementes 8 zusammenwirkt, während andererseits am anderen Ende der Schaltwippe 6 eine Feder 7 angreift. Die Feder 7 ist mit ihrem anderen Ende mit einer einseitig eingespannten oder abgestützten Kontaktplatte 23 verbunden. Diese Kontaktplatte 23 trägt bei einem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Kontakt, der je nach dem Schaltzustand entweder an einem Kontakt 24 der Kontaktzunge 5 oder an einen Kontakt 25 der Schaltzunge 4 anliegt.

Dabei ist die Feder 7 derart bemessen, daß sie einerseits das Umschnappen der Kontaktplatte 23 bei Betätigung der Schaltwippe 6 herbeiführt und andererseits eine derartige Federkraft aufweist, daß bei Absinker, der Temperatur über die Schaltwippe 6 der verschiebbare Kolben 10 zurückgestellt wird.

Wird nämlich bei Temperaturerhöhung des das Gehäuse des temperaturabhängigen Arbeitselementes 16 umströmenden Mediums das Volumen des im Gehäuse befindlichen Wärmedehnstoffes vergrößert, dann schiebt dieser den Arbeitskolben 10 (in der

Zeichnung) nach oben. Durch den Arbeitskolben 10 wird die Hülse 17 mitgenommen. Dadurch wird andererseits das anliegende Ende der Schaltwippe 6 in Längsrichtung des Gehäuses 1 verschoben. Durch die beschriebene Wirkung der Feder 7 springt die Kontaktplatte 23 von einer Kontaktstellung in die andere. Dadurch wird bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Leitung zwischen Kontaktzunge 3 und 4 unterbrochen, während über die Kontaktzunge 3, die Kontaktplatte 23 und den Kontakt 24 der Kontaktzunge 5 ein zweiter Kontakt geschlossen wird. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß anstelle der dargestellten Umschalteinrichtung auch eine einfache Ein- bzw. Ausschaltvorrichtung vorgesehen werden kann. Erniedrigt sich die Temperatur des steuernden Mediums, dann drückt die Feder 7 über die Wippe 6 auf die Hülse 17 und dadurch den Arbeitskolben 10 in das Gehäuse des temperaturabhängigen Elementes 16 zurück. Durch die Wirkung der Feder 7 kippt andererseits die Kontaktplatte 23 in ihre Ruhestellung zurück.

Nimmt jedoch nach Betätigung des Schaltelementes bei einer bestimmten Temperatur die Meßtemperatur weiter zu, dann verschiebt sich der Arbeitskolben 10 mit der Hülse 17 noch weiter nach oben, wodurch zwar die Feder 7 stärker gespannt wird, der Umschaltzustand der Kontaktplatte 23 aber nicht verändert und insbesondere der Kontaktdruck zwischen den Kontakten der Kontaktplatte 23 und dem Kontakt 24 nicht nennenswert erhöht wird. Eine besondere Überlaufsicherung ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht mehr nötig, da die Feder 7 zusätzlich noch die Temperaturüberdehnung mit aufnimmt.

Die Justierung des Schaltgerätes erfolgt in an sich bekannter Weise durch Deformierung des Gehäuses des temperaturabhängigen Arbeitselementes 16. In der Zeichnung sind Deformationsstellen angedeutet.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der lineare Stellmotor 8 von oben in das Gehäuse eingesetzt. Ein Gehäuserand stützt sich auf einer inneren Schulter 18 ab. Die Befestigung des linearen Stellmotors 8 erfolgt durch Umbördeln einer deformierbaren Randleiste 14. Anstelle der Umbördelung kann ..ber auch eine Klebverbindung verwendet werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist die Tragplatte 2 mit dem eigentlichen Schaltelement gleich ausgebildet, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Unterschiedlich ist die Ausbildung des unteren Endteiles 20 des Gehäuses 1. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist nämlich das Gehäuse nach unten vollständig abgeschlossen, wobei der untere Teil 20 einen festen Stoff umschließt, z. B. Gummi, dessen Ausdehnungskoeffizient größer als der des Gehäuses 1 ist. Der feste Stoff wirkt auf einen Kolben 10, der von einer Hülse 22 umgeben ist. Die Hülse 22 steht wiederum mit der Schaltwippe 6 des Schaltelementes in Wirkverbindung. Die Wirkungsweise eines Schaltgerätes nach F i g. 2 entspricht im wesentlichen der vorher beschriebenen Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.

Bei Erwärmung eines das untere Gehäuseteil 20 umströmenden Fluids dehnt sich der feste Stoff aus und schiebt den Kolben 10 in Achslängsrichtung nach oben. Der Kolben 10 nimmt dabei die Hülse 22 mit. Diese Hülse 22 löst dann in der oben beschriebenen Weise die Umschaltung der Kontaktplatte 23 aus. Andererseits stützt sich die Hülse 22 mit ihrem unteren Ende zeitweilig gegen eine Abdeckplatte 21, wodurch bewirkt wird, daß die Ausdehnung des festen Stoffes lediglich auf dem Kolben 10 wirken kann. Dieser Kolben 10 dient in gewissem Sinne als Übersetzungsglied zur Stellwegvergrößerung, da die Ausnutzung einer Durchbiegung der Abdeckplatte 21 einen zu geringen Stellweg ergeben würde.

In F i g. 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Teile entsprechen im wesentlichen den Teilen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. Der lineare Stellmotor 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel von unten in das Gehäuse 1 eingesetzt und stützt sich gegen eine Schulter 18' ab. Durch Umbördeln eines äußeren Gehäuserandes 15' wird der lineare Stellmotor befestigt. Anstelle des Umbördelns oder zusätzlich kann eine Klebverbindung zwischen Gehäuse 1 und linearem Stellmotor 8 vorgesehen werden.

Mit 26 ist eine vorzugsweise an der Unterseite der Tragplatte 2 angeordnete, als Massenanschluß dienende Kontaktzunge bezeichnet. Diese Kontaktzunge 26 ist z. B. mit einem die Wippe 6 tragenden Winkel verbunden oder damit einstückig ausgebildet. Sie steht mit dem Gehäuse 1 in leitender Verbindung. Bei Verwendung einer derartigen Kontaktzunge kann die links gezeichnete, nach außen geführte Kontaktzunge 3 oberhalb der Tragplatte 2 entfallen.

Besonders vorteilhaft ist es bei einem beschriebenen Schaitgerät, daß das eigentliche Schaltelement als Bauelement vor dem. Einbau in das Gehäuse 1 vollständig zusammengebaut werden kann, daß die Justierung lediglich durch Deformation der den Wärmedehnstoff umgebenden Hülse erfolgt, daß der Überweg des Schaltelementbetätigungsgliedes durch die Ausbildung des Schaltelementes bzw. die Dimensionierung der Feder 7 ohne weiteres aufgenommen wird und daß zur Rückstellung des temperaturabhängigen Arbeitselementes bzw. des Betätigungskolbens keine zusätzlichen Einzelteile erforderlich sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Schaltgerät mit an einer, ein Gehäuse abschließenden Tragplatte befestigtem Schaltelement, bestehend aus einer oder mehreren Kontaktzungen an der vom Gehäuse abgewandten Seite der Tragplatte, wobei eine der Kontaktzungen im gehäuseinneren Ende eine federbelastete Wippe trägt, die von einem Schalterbetätigungselement im wesentlichen in Längsrichtung des Gehäuses gekippt werden kann, und das andere Ende der Wippe mit einer Feder verbunden ist, die andererseits an einer einseitig abgestützten Kontaktplatte angreift, derart, daß bei Betätigung der Schaltwippe die Kontaktplatte von einer Kontaktstelle in eine andere Stellung umspringt, jedoch eine noch weitere Verschiebung der Schaltwippe nur die Schalterfeder zusätzlich beaufschlagt, das Schalterbetätigungselement im Gehäuse der Tragplatte gegenüberliegend angeordnet ist, daß als Schalterbetätigungselement ein an sich bekannter temperaturabhängiger linearer Stellmotor dient, mit in einem Hohlraum eingeschlossenen, sich bei Erwärmung ausdehnenden Stoff und einem durch den sich ausdehnenden Stoff verschiebbaren Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) mit der Wippe (6) in kraftschlüssiger Verbindung steht und daß die an der Schaltwippe (6) angreifende Feder (7) des Schaltelementes als Rückstellfeder für den Kolben (10) des Schalterbetätigimgselementes dient.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängige Arbeitselement (16) durch Umbördelung eines Gehäuserandes (15) im Gehäuse (1) befestigt ist, daß eine den Arbeitskolben (10) des Arbeitselementes (16) umgreifende Hülse (17) vorgesehen ist, die als Schalterbetätigungsglied wirkt.

3. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (17) aus Kunststoff besteht und im Preßsitz auf den Arbeitskolben (10) aufgesetzt ist.

4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckplatte (21) vorgesehen ist, die sich gegen einen Rand (13) im Gehäuse abstützt, und daß der Stellmotor (8) einen in an sich bekannter Weise bei Erwärmung des Feststoffes (9) durch dessen Ausdehnung verschiebbaren Kolben (10) aufweist, der von einer als Schalterbetätigungsglied dienenden Hülse (22) umfaßt ist.

5. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Stellmotor (8) von oben in das Gehäuse (1) eingesetzt ist und sich an einer Schulter (18) abstützt

6. Schaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Stellmotor (8) mittels einer deformierbaren Randleiste (14) befestigt ist.

7. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Stellmotor (8) von unten in das Gehäuse (1) eingesetzt ist und sich an einer Schulter (18') abstützt.

8. Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare Stellmotor (8) mittels eines umgebördelten Gehäuserandes (15) befestigt ist.

9. Schaltgerät nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des linearen Stellmotors (8) im Gehäuse (1) mittels eines Klebers erzielt ist.

10. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatte (23) mit zwei getrennten Kontakten (24, 25) abwechselnd zusammenwirkt und derart als Umschalter mit einer bevorzugten Schaltstellung im unbelasteten Zustand wirkt.

11. Schaltgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der gehäuseinneren Seite der Tragplatte eine Kontaktzunge als Masseanschluß für eine leitende Verbindung mit dem Gehäuse (1) angeordnet ist.

12. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein zusätzlich an der Tragplatte (2) angeordnetes, an sich bekanntes Funkenlöschglied.

13. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) ein Außensch.-aubgewinde (27) aufweist.

14. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) in eine zugeordnete Öffnung einsteckbar ausgebildet ist.

15. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zur Justierung steilenweise deformiert werden kann.