DE891874C

DE891874C - Electrical thermal switch with control elements made of bimetal, in particular heat regulators

Info

Publication number: DE891874C
Application number: DES12640D
Authority: DE
Inventors: Fritz Lucan
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-05-30
Filing date: 1942-05-30
Publication date: 1953-10-01

Description

Elektrischer thermischer Schalter mit aus Bimetall bestehenden Steuerorganen, insbesondere Wärmeregler Die Erfindung betrifft einen elektrischen thermischen Schalter, insbesondere Wärmeregler, der imstande ist, schon bei sehr kleinen Temperaturdifferenzen anzusprechen. Es ist bekannt, als Steuerorgan für :den Schalter mehrere Bimretallstreifen zu verwenden, deren AnsiNegungen sich summieren. Es ist vorgeschlagen worden-, eine Bimetiallanoridnung zu verwenden, bei der die Bimetallstrefen nicht paketartig übeveiinander, sondern in einer Ebene nebeneinanderkegen. Diese Anor@dnun@g hat den Nachteil, @daß der Raumbeidiarf der Bimetallanordnung im Schalter stark vergrößert ist. Vor allem ist trotz der Verwendung mehrerer Bimetallstreifen kein. groß,erAus.löseweg vorhanden. Dies ist darauf zurückzuführen, :daß die Bimetallstreifenreihe an ihrem äußeren Ende fest eingespannt ist. Die Stelle der Streifenreihe, die zur Auslösung herangezogen wird, befindet sich etwa in der Mitte der Streifenreihe. Bei einer solchen Anordnung ist die Ausbiegung der einzelnen Streifen nicht völlig ausgenutzt. Ferner ist es bekannt, für elektrische Schalter eine Bimetallano.rdnung zu verwenden, bei der die Bimetalastreifen paketartig übereinander-,gelegt sind. Je zwei Streifen liegen an ihren Mitten aneinander. Auch bei dieser Anordnung wird die Ausbiegung der einzelnen Streifen für,die Summenwirkung nicht völlig ausgenutzt.Electric thermal switch with bimetal control elements, in particular heat regulator The invention relates to an electrical thermal switch, in particular a thermostat that is able to handle even very small temperature differences to address. It is known as a control element for: the switch several bimetallic strips to be used, the claims of which add up. It has been suggested- one To use bimetallic anoridnung in which the bimetallic strips are not stacked on top of each other, but rather on one level next to each other. This anor @ dnun @ g has the disadvantage that the space requirement of the bimetal arrangement in the switch is greatly increased. Above all is not despite the use of several bimetal strips. large, he release path available. This is due to: that the row of bimetallic strips on its outer End is firmly clamped. The location of the row of strips used for triggering is located approximately in the middle of the row of stripes. With such an arrangement the bending of the individual strips is not fully utilized. Furthermore it is known to use a bimetallic order for electrical switches in which the bimetal strips are stacked like a packet. There are two strips each at their midst to one another. With this arrangement, too, the bending of the individual Strips for that sum effect not fully exploited.

Diese Nachteile der bekannten Bimnetallanordnungen für elektrische Schalter sind durch tdie Erfindung vermieden.. Der elektrische Schalter gemäß der Erfindung hat mehrere, Bimetallstreifen, die paketartig derart übereinandergelegt sind, daß je zwei -benachbarte Streifen sich bei Erwärmung entgegengesetzt krümmen. Erfindungsgemäß sind lauf -der einen Seite des Streifenpaketes die, benachbarten Enden der Bimetallstreifen nur @an den Stellen miteinander starr verbunden, an; denen (die Schichten .größerer Wärmeausdehnung gegenüberliegen. Dagegen liegen auf (der anderen Seite des Streifenp;alcetes die benachbarten Enden ,der Bi-. metallstreifen an den Stellen beweglich aneinander, an denen sich die Schichten kleinerer Wärmeausdehnung befinden. Dabei halten Federn das Streifenpaket zuslammen. Durch die Erfinldung ist für elektrische Schalter eine Bimetallanordnung geschaffen, die nicht nur die größte- Ausnutzung der Ausb iegungen lder einzelnen Streifen ermöglicht, sondern auch einen. .geringen Platzbedarf hat und auch einfach herstellbar ist.These disadvantages of the known bimetal arrangements for electrical Switches are avoided by the invention. The electrical switch according to the invention has several, bimetallic strips, which are stacked like a packet in such a way are that every two -adjacent strips curve in opposite directions when heated. According to the invention, one side of the strip packet is the neighboring one Ends of the bimetallic strips only rigidly connected to one another at the points, at; those (the layers. of greater thermal expansion are opposite (the other side of the strip p; alcetes the adjacent ends, the bi-. metal strip movable to one another at the points where the layers of smaller thermal expansion meet are located. Feathers hold the strip package together. Through the invention a bimetallic arrangement is created for electrical switches, which is not only the The greatest possible use of the curvature of the individual strips, but rather also one. . Has little space requirement and is also easy to manufacture.

In der Zeichnung isst ein Ausführungsbeispneil der Erfindung diargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Fig. i zeigt in einer Aufsicht den. -elektrischen thermischen Schalter; Fig. 2 und 3 geben zwei schematische Darstellungen wieder.Fig. I shows the in a plan view. -electric thermal switch; FIGS. 2 and 3 show two schematic representations.

Mit i isst eine kastenförmige Grundplatte bezeichnet, in die der thermische Schalter gemäß der Erfindung eingesetzt ist. Das thermische. Steuerorgan ödes Schalters besteht aus mehreren paketartig aufeinfanderliegenrden Bimetallstreifen: In ,dem Ausführungsbeispiel @slind es vier Bimetalilstreifen 2, 3, d., 5. Die Bimetal.lstreifen sind derart übereinandergelegt,daß je zwei,benach lbarbeStreifen sich bei Erwärmung entgegengesetzt krümmen. Die Fig. 3 zeigt in übertriebener Darstellung die Biimetallstreifen, 2 bis 5 in ihrer Krümmung bei Erwärmung. Bei dieser Anordnung der Bimetallstreifen summieren sich dne Au@sbiegun:gen der einzelnen Streiften, so (daß eine große Gesamtausbiegung entsteht.With i eats a box-shaped base plate, in which the thermal Switch is used according to the invention. The thermal. Control organ desolate switch consists of several stacked bimetallic strips: In, the Embodiment @slind there are four bimetal strips 2, 3, d., 5. The bimetal strips are placed one on top of the other in such a way that two adjacent strips meet when heated curve in opposite directions. Fig. 3 shows in an exaggerated representation the bimetallic strips, 2 to 5 in their curvature when heated. With this arrangement of the bimetal strips The bends of the individual stripes add up, so (that a large total bend arises.

sDie Bimetallstreifen 2 Ibis 5 sind durch Federn in der kastenförmigen Grundplatte i gehalten. Die Felder 6 drückt die auf der einen Seite liegenden Enden der Bimetallstreifen gegen die Wand des Kastens. Sie stützt sich dabei gegen dien hochgebogenen Winkel 7 ,des metallischen Trägers 8 ab. An der lanideren Seite drückt eine Fdder 9; die sich an einem hochgebogenen Winkel 1o des Trägers 8 abstützt, das Ende des außenliegenden Bimetallstreifens 2 gegen eine Eins,tellschr:aube i i, die sich in der Wand des Kastens i befindet. Das Ende ades anderen außenliegenden Bimetalllstreifens 5 steuert einen weiter unten beschrnAenen Sprungschalter. Auf der einen Seite des StreNenpaketes, sinid die benachbarten Enden (der Biimetallstreifen nur an den Stellen miteinander starr verbunden, an (denen die Schichten @größerer Wärmeausidehnung gegenüberkegen. Diese Stellen sind mit 12; 13bezeichnet. Dagegen liegen auf der anderen Seite des Streifenpaketes die'benachbarten Enden derBimetellstreifen an den Stellenbeweglich aneinander, an denen sich die Schichten, kleinerer Wärmeausdehnung befinden. Diese Bewegungs@mäglichkeit wird zweckmäßig f durch die Schneiden 1q., 15 gefördert. Es kann auch umgekehrt sein, also an den festen Stellen i.2., 13 liegen sich Schichten kleinerer Wärmeausdehnung gegenüber, während an den beweglichen Stellen 14., 15 sich Schichten größerer Wärmeausdehnung befinden.The bimetallic strips 2 Ibis 5 are held in the box-shaped base plate i by springs. The fields 6 presses the ends of the bimetal strips lying on one side against the wall of the box. It is supported against the bent angle 7, the metallic carrier 8 a b. On the lanid side presses a thread 9; which is supported on a bent angle 1o of the carrier 8, the end of the outer bimetallic strip 2 against a one, tellschr: aube ii, which is located in the wall of the box i. The end of the other outer bimetallic strip 5 controls a snap switch, which is limited below. On one side of the strip packet, the neighboring ends (of the bimetallic strip are only rigidly connected to each other at the points (where the layers of greater thermal expansion confront. These points are labeled 12; 13). On the other hand, on the other side of the strip packet are the ' adjacent ends of the Bimetell strips at the points where the layers of lower thermal expansion are located. This possibility of movement is expediently promoted by the cutting edges 1q., 15. It can also be the other way round, i.e. at the fixed points i.2., 13 lie opposite layers of smaller thermal expansion, while at the movable points 14, 15 there are layers of greater thermal expansion.

Der von dem thermischen Steuerorgan gesteuerte Sprungschalter ist von einer Blrattfcider 16 gebildet, die an dem hochgezogenen Winkel 7 des Trägers 8 befestigt ist. D;ie Blattfeder trägt an ihrem freien Ende ein Kontaktstück 17, das mit dem ortsfesten Kontaktstück i8 zusammenarbeitet. Aus -der Blattfeder 16 ist eine gewölbte Zunge z9 heraus.-geschnitten,die in einen Steg 2o eingreift. Der Steig 2o ist auf der einen Seite mit dem freien Ende des Bimetallstreifens 5 un<d auf der anderen Seite mit dem in dem Lager 21 des Trägers 8 drehbaren Hebel22 gekuppelt. Der zu schaltende Stromkreis verläuft von derAnschlußstelle 23 über die KontaktstÜcke 17, i8, die Blattfeder 16, :den Träger 8 zu der Ansc hlußstelle 2q..The snap switch controlled by the thermal control element is formed by a leaf cider 16 which is attached to the raised angle 7 of the carrier 8. The leaf spring carries at its free end a contact piece 17 which works together with the stationary contact piece i8. A curved tongue z9 is cut out of the leaf spring 16 and engages in a web 2o. The riser 2o is coupled on one side to the free end of the bimetallic strip 5 and on the other side to the lever 22 rotatable in the bearing 21 of the carrier 8. The circuit to be switched runs from the connection point 23 via the contact pieces 17, i8, the leaf spring 16,: the carrier 8 to the connection point 2q ..

ITat das thermische Steuerorgan nicht angesprochen, so sind ,die Kontakte 17, 18 beschlossen. Die Stelle, an der ,die Zunge 19 der Blattfeder 16 in den Steg -o eingreift, liegt auf-der einen Seite der Verbindungslinie zwischen ,dem Kontaktstück 1(7 ,und der Einspannstelle der Blattfeder an dem Träger B. Tritt eine Er,#N#ärmung -auf, so krümmen sich die Bi:metallstreifen und bewegen den Steg 2o in der in der Big. 2 eingetragenen Pfeilrichtung. Daidurch verschiebt sich der Angriffspunkt der Zunge i9 an, dem Steg zo auf ,die andere Seite der Verbindungslinie zwischen (dem Kontaktstück 17 und der Einspannstelle lder Blattfeder. Bei dieser Verschisbnrng hebt sich die Blattfelder sprunghaft von (dem ortsfesten Kontaktstück i'8 ab und legt sich, ;gegen idon Anschlag z5. Hat ,die Erwärmung des thermischen Steuerorgans ,aufgehört, so .bewegen . sich hie Bimetallstreifen in ihre Ursprungslage zurück. Dialurch wird der Steg :2o .in der entgegengesetzten Richtung .bewegt, wodurch die Blattfeder 16 sich sprunghaft gegen Iden ortsfesten Kontakttail 18 legt.If the thermal control unit has not been addressed, the contacts are 17, 18 decided. The point at which, the tongue 19 of the leaf spring 16 in the web -o engages, lies on one side of the connecting line between the contact piece 1 (7, and the clamping point of the leaf spring on the carrier B. If there is a, # N # warming -up, the Bi: metal strips bend and move the web 2o in the in the Big. 2 entered arrow direction. This shifts the point of application of the Tongue i9 on, the bridge zo on, the other side of the line connecting (the Contact piece 17 and the clamping point lder leaf spring. With this displacement if the leaf fields rise abruptly from (the stationary contact piece i'8 and lies down,; against idon stop z5. Has heating the thermal controller , stopped so .moving. The bimetal strips are called back to their original position. Through this the bridge is: 2o .moved in the opposite direction, whereby the Leaf spring 16 suddenly lies against Iden stationary contact tail 18.

Um das thermische Steuerorgan gegen Erschütterurngen" unempfindlich zu machen, ist zweckmäßig an dem Hebel 22 eine Gegenmasse 26 angebracht. Die Gegenmasse ist derart bemessen, @daß sie bei Erschütterungen ödes Streifenpaketes die Massenkräfte ausgleicht.To the thermal control organ against vibrations "insensitive To make, a counterweight 26 is expediently attached to the lever 22. The counter mass is dimensioned in such a way that, in the event of vibrations of the barren stripe package, the inertial forces compensates.

Bei der Bimetallanordnung gemäß ,der Erfindung ist der Auslöseweg wesentlich größer a.18 der der bekannten,au:s mehrerenaBi:metallstrei.fenzusammen-,gesetzten Bimetallanordnung. Denn jeder B,imetallstreifen ist nur an leim einen seiner Enden festgelegt, und an dem anderen Ende wirkt er auf .den benachbarten Streifen ein. Diese Birnetallanordnung, (die einen sehr kleinen Platzbedarf bei ihrer Unterbringung iim Schalter erfordert, spricht bei sehr kleinen Temperaturunterschieden an. Da die Bimetallanordnung aus übeTeinandergelegten Bimetallstreifen besteht, .bereitet sie bei (der Fabrikation keine Schwierigkeiten. Der m-it edier Bimetallanondnung versehene Schalter ist imstande, verhältnismäßig große Schultleiattzngen zu beherschen; denn die Bewegung des thermischen Steuerorgans wird ohne nennenswerte Verluste mechanisch einwandfrei und mit einfachen Mitteln in vine Sprunghewegung der Schaltkontakte verwandelt.In the bimetal arrangement according to the invention, the release path Much larger a.18 that of the known, composed of several aBi: metal strip Bimetal arrangement. Because every B, imetallstrip is only glued to one of its ends and at the other end it acts on the adjacent strip. This pear-shaped arrangement, (which takes up very little space when you place it Required in the switch, responds to very small temperature differences. There the bimetallic arrangement consists of superimposed bimetallic strips they have no difficulties in manufacturing. The with edier bimetallic arrangement provided switch is able to proportionately large school lectures to master; because the movement of the thermal control member is without significant Losses mechanically flawless and with simple means in the vine jump path the switching contacts transformed.

Claims

PATENT CLAIM: Electrical thermal switch, in particular heat regulator, with several bimetallic strips that are stacked like a packet in such a way -that Every two adjacent strips curve in opposite directions when heated, thereby gekennze @ ichnet "that-awf one side of the strip packet the adjacent ends the bimetallic strips (2, 3, 4, 5) only .at the points (12, 13) rigidly with one another are connected where the layers of greater thermal expansion are opposite each other, on the other hand: on the other side of the strip package, the adjacent ends of the bimetal strips at d "n points" (14, 15) lie movably against one another, at which the layers are located small insane heat out, stretchable, with springs (6, 9) holding the strip package together.