DE2459372C3 - Thermostatschalter für elektrische Geräte, insbesondere für elektrische Hausgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thermostatschalter für elektrische Geräte, insbesondere für elektrische Hausgeräte, mit einem im zu schaltenden Arbeitsstromkreis liegenden Bimetallelement als Temperaturfühler sowie mit einer, einen beweglichen und im Arbeitsstromkreis liegenden Schaltkontakt tragenden Schleppfeder, die gegenüber dem Bimetallelement federnd und zusammen mit dem Bimetallelement unter der Wirkung eines Magneten schsappfederartig gegenüber einem Gegenkontakt bewegbar ist

Bei derartigen bekannten Thermostatschaltern, denen Schnappcharakteristik darauf beruht, daß als Kraftspeicher ein Dauermagnet Verwendung findet, ist der bewegliche Schaltkontakt direkt auf dem lagemäßig

ίο thermisch beeinflußbaren Bimetallelement angeordnet Es besteht in der Praxis die Schwierigkeit daß diese Thermostatschalter nicht immer sauber schalten, d. h„ die Schaltkontakte öffnen unmittelbar vor dem durch entsprechende Durchbiegung des Bimetallelementes bestimmten Schaltpunkt ein oder mehrmals kurzzeitig, wodurch zum einen durch vermehrten Kontaktabbrand Schaden an den SchaJtkontakten auftreten und zum anderen die Forderungen bezüglich Funkentstörung nicht ausreichend eingehalten werden können. Diese Störungen des Schaltvorganges beruhen darauf, daß das für den Kontaktdruck verantwortliche Magnetfeld durch die vom elektrischen Arbeitsstrom aufgebauten elektrischen Wechselfelder nachteilig beeinflußt, d.h. geschwächt und damit teilweise zerstört werden.

Bei einem anderen bekannten Thermostatschalter versucht man diese Schwierigkeit dadurch zu vermeiden, daß man den beweglichen Kontakt an einer Schleppfedtr anordnet, welche gegenüber dem Bimetallelement einen kleinen Federhub ausführen kann. Diese Schleppfeder liegt in der Öffnungsstellung des Schalters auf der Oberseite eines mit dem Bimetallelement verbundenen und die Schleppfeder tragenden Träger auf und ragt mit ihrem Kontakt durch eine öffnung im Träger hindurch in Richtung des Gegenkontaktes. In der Schließstellung des Schalters hebt die Schleppfeder unter Bildung eines Spaltes von ihrem Träger ab. Hierbei besteht die Gefahr, daß durch den Spalt zwischen Schleppfeder bzw. Kontakt und Träger ein elektrisches Störungswechselfeld entsteht, welches die

to Haltefunktion des Magneten beeinträchtigen kann.

Bei einem bekannten Temperaturregler für Elektrokochplatten (Warschko-Hußlein »Elektrische Hausgeräte« 1959, Verlag D. Kieser KG, Augsburg, S. 96) ist eine um einen Federtotpunkt bewegbare

*5 Totpunktwippe vorgesehen, welche einen beweglichen Kontakt in Form einer durch eine öffnung in der Totpunktwippe hindurchragenden Kontaktfeder sowie ein Magnetjoch trägt. Mit der To'.punktwippe in funktionsmäßiger Verbindung steht eine Bimetallfeder,

so wobei das Lagerelement der einseitig eingespannten Bimetallfeder zur Einstellung der Temperatur-Sollwerte durch Betätigung eines von Hand betätigbaren Bedienungsorgans verschwenkbar ist. Bei eingeschaltetem Regler liegt der bewegliche Kontakt der Totpunktwippe an einem festen Gegenkontakt an, wobei diese Lage durch einen am Magnetjoch anliegenden Magneten gesichert wird. Bei steigender Temperatur drückt die Bimetallfeder die Totpunktwippe über die Totpunktlage hinaus, so daß die Totpunktwippe eine rasche

ω Wippbewegung ausführt, verbunden mit einer raschen Kontakttrennung. Auch bei dieser Ausführung hebt die den beweglichen Kontakt aufweisende Kontaktfeder von der Totpunktwippe leicht ab, wobei die Gefahr besteht, daß sich ein elektrisches Störungswechselfeld

n^r> bildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Thermostatschalter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine schädliche

Beeinflussung des magnetischen Schnappsystems mit Sicherheit vermieden wird

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schleppfeder in an sich bekannter Weise auf der, dem Gegenkontakt zugewandten Seite deü vorzugsweise einseitig eingespannten, langgestreckten Bimetallelementes mit einem Ende befestigt I4 und an seinem freien, bei Kontaktöffnung vom Bimetallelement federnd abstehenden Ende den Schaltkontakt trägt und daß im geschlossenen Zustand der Kontakte das genannte freie Ende der Schleppfeder am Bimetallelement unter mechanischer Vorspannung vorzugsweise flächig anliegt Die Praxis hat gezeigt daß dann, wenn in der Schließstellung der Kontakte die Schleppfeder weitgehend spaltfrei mit dem Bimetallelement in Verbindung steht kein elektrisches Störungskraftfeld auftreten kann und somit das Haltemagnetfeld ungestört seine Haltefunktion erfüllen kann. In der ersten Abhebephase des Bimetallelementes, wenn also ein durch den zwischen Bimetallelement und Schleppfeder sich allmählich bildenden Spalt ein elektrisches Störfeld aufgebaut wird, ist der Federhub des gespannten Federelementes bzw. dessen Federkraft ausreichend, um ein kurzzeitiges Abheben der Kontakte zu verhindern. Bei weiter zunehmendem Abstand zwischen Bimetallelement und Gegenkontakt bewirkt das nunmehr als Kraftspeicher wirkende vorgespannte Bimetallelement bei sehr rasch nachlassender magnetischer Haltewirkung ein sauberes störungsfreies Wegschnappen des Schaltkontaktes von seinem Gegenkontakt. Die geschilderten Vorteile kommen insbesondere zur Geltung, wenn der erfindungsgemäße Thermostatschalter für elektrische Hausgeräte, wie Heißwasserbereiter, Elektroherde, Kaffeemaschine od. dgl, verwendet wird, denn bei diesen Geräten werden im besonderen Maße störungsfreie exakte Schaltvorgänge unter besonderer Berücksichtigung einer einwandfreien Funkentstörung gefordert

Eine klare Begrenzung des Federhubes des den Schaltkontakt tragenden Federelementes ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in einfacher Weise dadurch möglich, daß das Federelement im Anschluß an das frei federnde Ende des Federelementes einen in Richtung des Bimetallelementes abgebogenen Schenkel aufweist, der durch eine öffnung im Bimetallelement hindurchragt und auf der, dem Gegenkoßtakt abgewandten Seite des Bimetallelementes einen Anschlag für die Begrenzung seines Federhubes aufweist

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfurm ist der durch die öffnung des Bimetallelementes hindurchragende Schenkel des Federelementes abgebogen und bildet mit dem abgebogenen Abschnitt den Anschlag für die Hubbegrenzung. Ferner ist damit gewährleistet, daß eventuell vorkommende Kontaktkleber mit der vollen Bimetallkraft abgerissen werden können. Die Abreißkraft ist damit unabhängig von der Schleppfederdimension.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt das aus einem nichtmagnetisierbaren Material bestehende Federelement eine flache Federkennlinie und eine geringe Federkraft. Damit wird die Wirkung des magnetischen Halte- bzw. Schnappsystems nur in einem vernachlässigbaren Ausmaß beeinflußt, und es ist gewährleistet, daß in jeder Stellung des Bimetallelementes während dem Abhebevorgang die Federkraft und damit auch die Kontaktkraft weitgehend konstant ist.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schemaüsche Darstellung des erfindungsgemäßen Thermostatschalters in Schließstellung,

Fig.2 den Thermostatschalter gemäß Fig. 1 nach der Kontakttrennung.

In den Figuren ist mit 1 eine stationäre, z. B. an einem Trägerholm 2 eines nicht dargestellten Heißwasserbereiters befestigte Jochplatte bezeichnet weiche am freien Ende umgebogen ist und ein magnetisches Joch 3 eines nachbeschriebenen Magnetschnappsystems bildet

Auf der Jochplatte 1 gelagert sind ein Dauermagnet 4

und ein an einer höhenverstellbaren Schraube 5 befestigter Gegenkontakt 6.

Mit 7 ist ein an dem vorgenannten oder einem

weiteren Träger einseitig eingespanntes, langgestrecktes Bimetallelement bezeichnet welches an seinem freien Ende eine sich vom Joch 3 bis zum Dauermagneten 4 erstreckende, aus magnetischem Material bestehende Ankerplatte 9 aufweist Am freien Ende des Bimetallelementes 7 bzw. an seiner Ankerplatte 9 ist ein langgestrecktes, aus nichtmagnetisierbarem Material bestehendes Federelement 10 einseitig eingespannt, z. B. durch einen Niet 11 befestigt. Dieses Federelement 10 besitzt eine flache Federkennlinie und eine nur geringe Federkraft Es steht, wie Fig.2 zeigt, in der geöffneten Stellung des Schalters und damit in seiner entspannten Lage federnd von der Ankerplatte 9 ab unter Bildung eines Luftspaltes 12. An diesem Federelement 10 ist der bewegliche Schaltkontakt 13 des beschriebenen Thermostatschalters befestigt, der bei Schalterbetätigung mit dem Gegenkontakt 6 zusammenwirkt. Das Federelement 10 besitzt ferner einen abgebogenen Schenkel 14, welcher durch eine öffnung 15 in Ankerplatte 9 und Bimetallelement 7 hindurchragt und mit einem wiederum abgebogenen Abschnitt 16 einen Anschlag für die Begrenzung des Federhubes des Federelementes 10 bildet

In den Figuren ist schematisch angedeutet, daß Jochplatte 1 und Bimetallelement 7 über Anschlüsse 17 und über einen Verbraucher V(z. B. einen elektrischen Heizkörper) an eine Wechselstromquelle angeschlossen sind.

Nachstehend wird die Wirkungsweise des vorbeschriebenen Thermostatschalters erläutert.

Es sei unterstellt daß sich der Schalter in seiner Schließstellung gemäß Fig. 1 befindet. In dieser Stellung sind die Kontakte 6 und 13 geschlossen und das Federelement 10 liegt flächig auf der Ankerplatte 9 und steht damit in lückenloser elektrischer Verbindung mit dem Bimetallelement 7. Das gestrichelt in F i g. 1 verdeutlichte Magnetfeld des Dauermagneten 4 hält die Kontakte 6,13 in dieser Schließstellung und sichert die feste Anlage des Federelementes 10 an der Ankerplatte 9. Der Arbeits-Wechselstrom findet seinen Weg unbehindert und ohne Bildung etwa einer, ein dem Magnetfeld in schädlicher Weise entgegenwirkendes elektrisches Wechselfeld verursachenden Stromschleife von dem Bimetallelement 7 direkt zu den Kontakten 13, 6 und von da zum Anschluß der Jochplatte 1.

Wenn im Bereich des Schaltzeitpunktes das Bimetallelement 7 durch entsprechende Erwärmung durch den Arbeitsstrom in den Figuren nach oben, also von der lochplatte 1 weg abhebt, bleibt der Schaltkontakt 13 infolge der mechanischen Vorspannung des Federele-

ii■> mentes 10 in fester Kontaktverbindung mit dem Gegenkontakt 6, und zwar zumindest annähernd mit der vollen Kontaktkraft, da dessen Material eine flache Federkennlinie besitzt. In diesem Augenblick kann sich

zwar infolge des nunmehr vorhandenen Luftspaltcs 12 zwischen Bimetallelement 7 bzw. Ankerplatte 9 und Federelement 10 ein elektrisches Wechselfeld aufbauen, welches an sich die Wirkung des magnetischen Haltefeldes beeinträchtigen kann. Ein kurzzeitiges Abheben der Kontakte 6/13 wird jedoch durch die noch vorhandene Federkraft des Fcderelementes 10 verhindert. Bei weiterem Abheben des Bimetallelementes 7 werden die Kontakte 6/13 infolge des Bimetallelementes 7*schnappfeder- bzw. ruckartig einwandfrei voneinander getrennt. Der Schalter befindet sich nun in seiner in Fig.2 gezeigten Öffnungsstellung, in welcher der Arbeitsstromkreis unterbrochen und der Verbraucher V abgeschaltet ist. In dieser Öffnungsstellung wird der Hub des Federelementes 10 durch seinen abgebogenen Abschnitt 16 begrenzt.

In umgekehrter Reihenfolge erfolgen die geschilderten Vorgänge beim Schließen des Schalters, wenn sich also das Bimetallelement durch Abkühlung in Richtung der jochplatte 1 bewegt. Hier wird unter dem Einfluß des Magnetschnappsystems der Schaltkontakt 13 schnappfederartig mit dem Gegenkontakt 6 in Verbindunggebracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   L Thermostatschalter für elektrische Geräte, insbesondere für elektrische Hausgeräte, mit einem im zu schaltenden Arbeitsstromkreis liegenden Bimetallelement als Temperaturfühler sowie mit einer, einen beweglichen und im Arbeitsstromkreis liegenden Schaltkontakt tragenden Schleppfeder, die gegenüber dem Bimetallelement federnd und zusammen mit dem Bimetallelement unter der Wirkung eines Magneten schnappfederartig gegenüber einem Gegenkontakt bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleppfeder(10)in an sich bekannter Weise auf der, dem Gegenkontakt

   (6) zugewandten Seite des vorzugsweise einseitig eingespannten, langgestreckten Bimetallelementes

   (7) mit einem Ende befestigt ist und an seinem freien, bei Kontaktöffnung vom Bimetallelement (7) federnd abstehenden Ende den Schaltkontakt (13) trägt und daß in geschlossenem Zustand der Kontakte (6/13) das genannte freie Ende der Schleppfeder (10) am Bimetallelement (7) unter mechanischer Vorspannung vorzugsweise flächig anliegt.
2. 2. Thermostatschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleppfeder (10) im Anschluß an das frei federnde Ende der Schleppfeder (10) einen in Richtung des Bimetallelementes (7) zu abgebogenen Schenkel (14) aufweist, der durch eine öffnung (15) im Bimetallelement hindurchragt und auf der, dem Gegenkontakt (6) abgewandten Seite des Bimetallelementes einen Anschlag für die Begrenzung seines Federhubes aufweist.
3. 3. Thermostatschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Öffnung (15) des Bimetallelementes (7) hindurchragende Schenkel (14) der Schleppfeder (10) abgebogen ist und mit dem abgebogenen Abschnitt (16) den Anschlag für die Hubbegrenzung bildet.
4. 4. Thermostatschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem nichtmagnetisierbaren Material bestehende Schleppfeder (10) eine flache Federkennlinie und eine geringe Federkraft besitzt.
5. 5. Thermostatschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleppfeder (10) an dem, einem Joch (3) des Dauermagneten (4) gegenüberstehenden Ende des Bimetallelementes befestigt ist.
6. 6. Thermostatschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Jochplatte (1) der Dauermagnet (4), der vorzugsweise höhenverstellbare Gegenkontakt (6) und ein in Richtung des Bimetallelementes (7) abgebogenes Joch (3) angeordnet ist und daß an dem mit Abstand von der Jochplatte (1) angeordneten Bimetallelement (7) eine sich vom Dauermagneten (4) bis zum Joch (3) erstreckende, die Schleppfeder (10) tragende Ankerpia·te (9) befestigt ist.