DE2001096B2 - Thermischer schalter - Google Patents

Description

40 durch die Planheit der Thermobimetallplatte definier-

ten Temperatur das 0,3- bis l,0fache der Dicke der Thermobimetallplatte beträgt wobei & der l,4fache ¹ Kehrwert des Produktes aus der spezifischen Aus biegung und dem Quadrat des Verhältnisses des

Die Erfindung betrifft einen thermischen Schalter, 45 Durchmessers bzw. der längsten Diagonale zur Dicke der eine als Temperaturfühler dienende, insbesondere der Thermobimetallplatte ist.
mit einem Sprungschaltwerk zur Herbetführung einer Vorteilhafterweise ist die Wölbung der Thermo-

Momentschaltung in Verbindung stehende, gewölbte, bimetallplatte in Form eines Ausschnittes aus einer insbesondere aus einer Kugelfläche gebildete Thermo- Ellipsoid-, Paraboloid- oder Hyperboloidfläche gebimetallplatte mit stetiger Verformung aufweist. 50 bildet.

Die bisher bekannten Schalter dieser Art bestehen Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Er-

im allgemeinen aus einem Isolierkörper, auf dem ein findung besteht darin, daß die Wölbung der Thermo-Kontaktsystem mit den Stromzuführungen aufgebaut bimetallplatte in Form eines Ausschnittes aus zwei ist, einem mit dem Isolierkörper verbundenen Ge- aneinandergrenzenden Kegelflächen mit unterschiedhäuse, das der Aufnahme des Thennobimetallfühlers 55 lichem öffnungswinkel gebildet ist.
dient, dem Thermobimetallfühler selbst, einem Ein Ausführungsbeispiel nach den Ansprüchen

Sprungschaltwerk zur Erzielung der Momentschal- wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher tung und einem Einstell- und Hebelsystem. Der Füh- erläutert.

ler wirkt über das Hebelsystem auf das Sprungschalt- Fig. 1 zeigt Arbeitskennlinien bekannter thermi-

werk. 60 scher Schalter und eines thermischen Schalters nach

Die bekannten Thermobimetallfühler weisen den den Ansprüchen,

Nachteil auf, daß sie für thermische Schalter mit ein- Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der

stellbaren Schalttemperaturen nur mit einem ver- Fig. 3,

hältnismäßig großen Aufwand herangezogen werden Fig. 3 die Draufsicht auf einen thermischen

können, zumal das Arbeitsvermögen (Kraft mal Weg) 65 Schalter und

dieser bekannten Thermobimetallfühler für kleine Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der

Thermoschalter mit hoher Schaltleistung oft zu ge- Fig. 2.
ring ist. Um den Unterschied zwischen dem erfindungs-

•t

gemäßen thermischen Schalter und bekannten ther- mittleren Sekante 10 ab. Dieser Bereich wird als frischen Schaltern darzulegen, ist in der Kurve 1 der Regelbereich herangezogen. In diesem Bereich ist das Fig.l die Arbeitskennlinie eines Thermobimetall- Arbeitsvermögen auf Kosten des Arbeitsvermögens fühlers bekannter Form gezeigt, wobei auf der im außerhalb hegenden Bereich beträchtlich verAbszisse die Temperatur T und auf der Ordinate das 5 größert Zahlenmäßige Berechnungen haben ergeben, Maß A für die Arbeit aufgetragen ist Ist die richtige daß sich je nach dem Steigerung^ des Arbeits-Anpassung von Fühler und Sprungschaltwerk ge- Vermögens, je nach der geforderten linearität und geben, was üblicherweise der Fall ist, dann kann als je nach den Abmessungen der ThermobimetaUplatte Maß h die Ausbiegung des freien Thermobimetall- für die Größe des Iineantatsbereiches Werte von 30 fühlers dienen. Ein geeignetes Maß ist beispielsweise io bis 70° C ergeben, also durchaus brauchbare Werte, die Ausbiegung am Ende eines einseitig eingespann- Ein Ausfuhrungsbeispiel für einen thenroschen ten BimetaUstreifens, das Produkt aus Radius und Schalter nach den Ansprüchen zeigen die t<ig.2 Verdrehungswinkel einer Bimetallspirale oder die bis 4. Der aus den Teilen 11, 12 zusammengesetzte Wölbungshöhe einer Bimetallplatte. Isolierkörper trägt die Stromzufuhrungen 13 und das

Wie ersichtlich, ist bei der Arbeitskennlmie 1 der i₅ Kontaktsystem 14, 15. Mit dem Isolierkörper ist das

Zusammenhang zwischen A und Γ anbähemd linear, Gehäuse 16 verbunden, das der Aufnahme des lem-

da die spezifische Ausbiegung eines Thermobimetalls peraturfühlers 17 dient Dieser ist m der gezeichneten

innerhalb eines nicht zu großen Temperatur- Ausführung eine 0,4 mm dicke Thennobunetallplatte

be reiches als konstant betrachtet werden kann. mit kreisförmiger Berandung mit 20 mm Durchmesser

Eine andere, ebenfalls bekannte Arbeitskennünie 20 aus TB 1170 DIN 1715 mit einer spezifischen Ausweisen die Thermobimetallfühler mit Schnappwir- biegung von 11,7 · 10-°/° C. Aus der spezifischen kung auf. Ein Beispiel dafür zeigt die Kurve 2 der Ausbiegung und den Abmessungen erhalt man

ah & = 43° C in der gezeichneten Ausfuhrung soll die

Fig. 1, bei der der Differentialquotient ^ in einem Thermobimetallplatte bei 78°C plan sein. Sie wurde

bestimmten Temperaturbereich negativ ist (strich- 25 kalottentörmig derart verformt, daß ihre Wölbungs-

Iierter Teil der Kurve). Die Arbeitskennlinie weist höhe bei der um* = 48° C unterhalb der durch die

dadurch zwei sogenannte Schnappstellen 3, 5 auf, bei Planheit definierten Temperatur von 70 C, also bei

deren Erreichen der Thermobimetallfühler schlag- 22° C 0,19 mm beträgt, das ist das 0,475fache ihrer

artig in die Lagen 4, 6 klappt; das Sprungschaltwerk Dicke. Durch die dem Fühler gegebene Wölbung

ist in diesem Falle mit dem Fühler in einem Bauteü 30 weist er im Bereich von 48 bis 92 C ein um 33 »/0

vereint. größeres Arbeitsvermögen auf als eme gleich große

Die Arbeitskennünie eines erfindungsgemäßen kreisförmige Bimetallplatte aus dem gleichen Mate-Füblers zeigt die Kurve 7 der Fig. 1. Es hat sich rial, der diese Wölbung nicht gegeben wurde Der herausgestellt, daß praktisch alle Wölbungsformen Thermobimetallfühler steht mit der massiven Scheibe bei gleicher Wölbungshöhe und sonst gleichen Be- 35 18 durch die Einstellschraube 19 im Eingriff. Sprungdingungen nahezu die gleiche Arbeitskennlmie auf- schaltwerk und Hebelsystem sind in der gezeichneten weisen. Im Bereich zwischen den Linien 8, 9, dem Ausführung in einer Tellerfeder 20 vereinigt, die Linearitätsbereich, ist die Arbeitskennünie fast linear, über die Isolierbolzen 21 (F i g. 4) auf das Kontaktd. h.. sie weicht nicht mehr als z. B. 5°/o von ihrer system wirkt.

Hj»rzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Die EmpfindliphJsfit (kleine Schalttemperaturdiffe-

   Patentanspriiche: «nz) und Sdutik^ «η» fa****** ^SchaIters

   ., hängen vom ArbertPjprmogen ab.

   Sprungschaltwerk zur Herbeiführung einer Mo- bestimmte Baugroße des thermischen Schalters,

   stand des am weitesten entfernten Randpunktes chen Temperaturunterschied, von der
   einer Begrenzungsfläche von der Tangentialebene « und vor aUem von einem Formfaktor_ abhangt,.Dieser im Mittelpunkt L dieselbe Begrenzunisfläehe ge- Formfaktor ist beispielswe^e fur eme faeisformige rechnete Gesamtwölbungshöhebei einer Tempe- Bimetallplatte um 27«/o und fur eine BimetaHspirale ratur von »° C oberhalb und bis auf das Vor- um 33«/o günstiger als fur einen Bimetallstreifen
   zeichen unterhalb der durch die Planheit der Das Ziel der Erfindung besteht vor allem dann,

   Thermobimetallplatte definierten Temperatur das *o die Nachteile der bekannten Schalter zu verraeiden 0,3- bis l.Ofache der Dicke der Thermobimetall- und aus einem gegebenen rhermobimetallvolumen platte beträgt, wobei 0 der l,4fache Kehrwert des ein möglichst großes Arbeitsvermögen herauszuhokn. Produktes aus der spezifischen Ausbiegung und Der vorliegender Erfindung zugrunde liegende Gedem Quadrat des Verhältnisses des Durchmessers danke besteht darin, daß es dieses Arbeitsvermögens bzw. der längsten Diagonale zur Dicke der 25 nur in emem bestimmten Temperaturbereich bedarf. Thermobimetallplatte ist. Hat der Thermobimetallfühler also eine solche Form,
2. 2. Thermischer Schalter nach Anspruch 1, da- daß er bei Temperaturen weit ab von diesem Temdurch gekennzeichnet daß die Wölbung der peraturbereich Arbeit speichert und dann in diesem Thermobimetallplatte (17) in Form eines Aus- Bereich vermehrt abgibt, so steht im interessierenden schnittes aus einer Ellipsoid-, Paraboloid- oder 30 Temperaturbereich ein höheres Arbeitsvermögen zur Hyperboloidfläche gebildet ist. Verfügung.
3. 3. Thermischer Schalter nach Anspruch 1, da- Erfindungsgemäß ist die Thermobimetallplatte zudurch gekennzeichnet daß die Wölbung der sätzlich zu ihrer rein vom thermobimetallischen Pnn-ThermobimetaUplatte (17) in Form eines Aus- zip herrührenden Bombierung gewölbt, wobei die als schnittes aus zwei aneinandcrgrenzenden Kegel- 35 Abstand des am weitesten entfernten Randpunktes flächen mit unterschiedlichem öffnungswinkel ge- einer Begrenzungsfläche von der Tangentialebene im bildet ist Mittelpunkt an diese Begrenzungsfläche gerechnete

   Gesamtwölbungshöhe bei einer Temperatur von 0° C oberhalb und bis auf das Vorzeichen unterhalb der