DE3701240A1

DE3701240A1 - Thermostat

Info

Publication number: DE3701240A1
Application number: DE19873701240
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kienzler
Original assignee: KIENZLER AG G
Current assignee: KIENZLER AG G
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1987-01-17
Publication date: 1987-08-06
Also published as: CH671649A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermostaten mit einem Thermoelement mit Schnappwirkung zur Temperaturbegrenzung und Ueberstromsicherung, wie er im Oberbegriff des Patent anspruches 1 beschrieben ist.

Derartige Thermostaten finden auf zahlreichen Gebieten Verwendung. An ihre Funktion werden hohe Anforderungen ge stellt, ansonst in den nachgeschalteten, d.h. in den zu überwachenden Anlagen, beträchtliche Schäden entstehen. Das Aggregat muss auch nach längeren Ruhepausen auf Anhieb wieder voll funktionieren.

Ziel der Erfindung ist ein sicher funktionierendes Ge rät von einfachem Aufbau. Unabhängig davon ob es mehr oder weniger oft beansprucht wird, müssen die einmal eingestellten Werte auch über eine längere Einsatzdauer voll beibehalten werden.

Dies wird erreicht mit einem Thermostaten, der die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 aufweist.

In den Ansprüchen 2 bis 6 sowie in den Verfahrensan sprüchen 7 bis 9 sind spezielle beispielsweise Merkmale des Thermostaten, welcher mit zwei oder vier elektrischen An schlussklemmen versehen sein kann, beschrieben. Sind vier Klemmen angeordnet, ermöglicht dies eine Temperaturhysterese- Einengung, d.h. die Temperaturdifferenz zwischen dem Ein- und Rückschalten des Thermostaten kann leichter und genauer reguliert werden.

In der Zeichnung sind je in einem Längsschnitt zwei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Thermostaten dar gestellt. Es zeigen, je in zwei um 90° gedrehten Seitenansichten

Fig. 1 eine einfachere Ausführungsform mit zwei elektrischen Anschlussklemmen, und

Fig. 2 eine aufwendigere Ausführungsform mit zwei elektrischen Anschlussklemmen und zwei zu sätzlichen Betriebsanschlussklemmen für die genaue Abstimmung bzw. das Vorheizen des Druckschichtwiderstandes.

Gleiche Teile weisen in beiden Figuren gleiche Bezugs ziffern auf.

Der Gehäuseteil 1 ist topfförmig ausgebildet. Auf dem Innenboden befindet sich der, vorzugsweise die Form eines Quadranten mit Innenloch aufweisende Dickschichtwiderstand 6, welcher durch eine als Verschluss für seine Fixierung im Gehäuse wirkende Abdeckung 10 isoliert ist. In einer Ausnehmung 14 des Bodens des topfförmigen Gehäuses 1 be findet sich das Thermoelement in Form einer im nichterwärm ten Zustand konkav gebogenen Bimetall-Schnappscheibe 4. Nach Erwärmen auf eine vorbestimmte Grenztemperatur schnappt diese Scheibe in ihre konvex gebogene Form. Unter der Wir kung der Druckfeder 9 liegt der zentrale Schaltstift 5 auf der Bimetallscheibe 4 auf, schnellt bei deren Schnappen hoch und schaltet dabei über die vom Schaltstift 5 hochgehobene, auf den beiden Kontakten 27 bzw. 270 der Stromanschlüsse 2 bzw. 20 aufliegende Kontaktbrücke 7 bzw. 70, den Strom aus.

Der Kunststoffdeckel 8 dient einerseits der Elektro und Wärmeisolation und presst anderseits die Enden der die Kontakte 27 tragenden Anschlüsse 2 auf den Dickschichtwider stand 6, so dass die elektrische Verbindung gewährleistet ist. Der auf der Unterseite des topfförmigen Gehäuses 1 auf gesetzte Metallboden 3, vorzugsweise aus Aluminium oder Messing, dient, nebst dem Verschliessen der Ausnehmung 14 für die Bimetallscheibe 4, auch der Uebertragung der im Dickschichtwiderstand entwickelten Wärme auf die Bimetall scheibe 4.

Wie Fig. 2 zeigt, kann der Thermostat durch die Anordnung von bekannten zusätzlichen Widerstandsdrähten 11 zwischen den Stromanschlüssen 2 und 20, als Ueberstromthermostat eingesetzt wer den, wobei durch Erwärmen der Widerstandsdrähte 11 der Strom fluss unterbrochen wird. Die Stärke der Ueberstromsicherung richtet sich nach dem entsprechend berechneten Querschnitt der Widerstandsdrähte bzw. deren Einbau im Gehäuse 1.

Wird der vorbeschriebene Thermostat zur Temperaturbe grenzung eingesetzt, bewirkt die schnappende Bimetallscheibe 4 mit dem benachbarten, jedoch nicht in direktem Kontakt mit ihr stehenden Dickschichtwiderstand 6, dass nach dem Schnappen der Bimetallscheibe 4, diese durch den nun über den Widerstand fliessenden Strom und die daraus erfolgende Erwärmung nicht zurückschaltet und somit die Offenhaltung der Kontaktbrücke 7 gewährleistet bleibt. Mach dem Abschal ten des Stroms wird die Verbindung der Stromanschlüsse 2 bzw. der Kontakte 27 infolge Erkalten des Thermostaten und Rückschalten der Bimetallscheibe 4 von der Kontaktbrücke 70 geschlossen.

Der Erfindungsgedanke liegt also darin, dass der mit den Stromanschlüssen 2 verbundene Dickschichtwiderstand 6, isoliert von der Bimetallscheibe 4, im Thermostaten ange ordnet ist. Das Thermostatgehäuse 1 ist spannungsfrei und die Isolation des Dickschichtwiderstandes 6 erfolgt durch die Abdeckung 10.

Die Verbindung der Stromanschlüsse 2 mit dem Dickschicht widerstand 6 erfolgt durch Ultraschallschweissung, wobei die Füsse des Deckels 8 auf den Dickschichtwiderstand gepresst werden. Eine zusätzliche Verbindung der Stromanschlüsse 2 mit dem Dickschichtwiderstand 8 ist durch eine Lötverbindung, welche durch Erwärmen der eingebrachten Lötschicht in einem Ofen erfolgt, gewährleistet.

Aufbau und Funktion der Ausführungsvariante nach Fig. 2 stimmt mit der Ausführung nach Fig. 1 überein. Zusätzlich weist der Thermostat zwei weitere, von aussen anschliessbare, in seinem Innern eine Verbindung zu den elektrischen Normal anschlüssen 2 bildende, elektrische Anschlüsse 20 auf. Die Klemmen der Zusatzanschlüsse 20 sind vorzugsweise um 90 Win kelgrade zu den Normalanschlüssen 2 an der Aussenwand des Gehäuses 1 angeordnet. Je nach Auslegung der ohmschen Wider standsgrösse des Dickschichtwiderstandes 6 dienen die Zusatz anschlüsse 20 über die Leitungen 11 und 2, einem Vorheizen des Dickschichtwiderstandes 6, wodurch die Temperaturdifferenz zwischen dem Ein- und Rückschalten des Thermostaten, d.h. die sogenannte Hysterese, reguliert werden kann.

Claims

1. Thermostat zur Temperaturbegrenzung und Ueberstrom sicherung, mit einer Dickschichtwiderstandseinrichtung, mindestens zwei Stromanschlüssen sowie einem Thermoelement mit Schnappwirkung, dadurch gekennzeichnet, dass die Dick schichtwiderstandseinrichtung (6) auf dem Innenboden eines topfförmigen Gehäuseteils (1) angeordnet ist, dass zwischen dem seitlichen Rand der Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) und der Gehäuseinnenwand (1) Isolationsverschlüsse (10) angeordnet sind, dass in einem Gehäuseteil unterhalb des topfförmigen Teils (1) ein Thermoelement (4), z.B. Bimetall scheibe, wärmeisoliert angeordnet ist, und dass im weiteren ein zentral auf dem Thermoelement (4) abgestützter, in den topfförmigen Teil (1) reichender, durch eine Oeffnung der Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) hindurchdringender und, zwecks Unterbrechung des Stromkreises mit einer anheb baren Kontaktbrücke (2) verbundener Schaltstift (5) ange ordnet ist.

2. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im topfförmigen Teil (1) des Gehäuses auf der Dick schichtwiderstandseinrichtung (6) zwei radial, vorzugsweise einander gegenüberliegende, aus dem Gehäuseteil (1) geführte Stromanschlusspartien (2) abgestützt sind.

3. Thermostat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass im topfförmigen Gehäuseteil (1) eine Druckfeder (9) angeordnet ist, die sich einerseits auf den Schaltstift (5), im Sinne eines Druckes in Richtung gegen das gespannte Thermoelement (4) zu, und anderseits auf ein Widerstands element (11) einer Ueberstromschaltung, im topfförmigen Teil (1) des Gehäuses abstützt.

4. Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des topfförmigen Gehäuse teils (1), zwecks elektrischer Isolation, mit einem isolieren den Deckel (8) mit Seitenwänden ausgekleidet ist.

5. Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) ein Quadrant mit Innenloch ist.

6. Thermostat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit vier Stromanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weiteren Stromanschlüsse (20) am Gehäuseteil (1) um 90 Win kelgrade zu den beiden ersten Stromanschlüssen (2) versetzt angeordnet sind und direkt oder über die ersten Stroman schlüsse (2) mit der Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) zwecks Vorheizens verbunden sind.

7. Verfahren zur Verwendung eines Thermostaten nach An spruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdiffe renz zwischen dem Ein- und Rückschalten des Thermostaten, die sogenannte Hysterese, durch Regulieren der Stromzufuhr über die zwei zusätzlichen Stromanschlüsse (20), je nach Auslegung der ohmschen Widerstandsgrösse der Dickschicht widerstandseinrichtung, abgestimmt werden kann.

8. Verfahren zur Herstellung des Thermostaten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kon taktenden der Stromanschlüsse (2) mittels eines Deckels (8) gegen die Dickschichtwiderstandseinrichtung (6) gepresst und die dadurch erhaltenen Kontaktverbindungen im Thermostaten mittels Ultraschall geschweisst werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Ultraschweissung die Verbindungen der Kontaktstellen (2, 6) durch eine Lötverbindung ergänzt wer den, wonach die eingebrachte Lötschicht durch Erwärmen des Thermostaten in einem Ofen gelötet wird.