DE961817C - Indirekt beheizter Thermostat fuer Installations-Selbstschalter - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. APRIL 1957

L11092 VIII b/ 21 c

ist als Erfinder genannt worden

Thermostaten bestehen in der Regel aus Bimetall, werden durch eine Heizquelle direkt oder indirekt beheizt und steuern infolge der durch die Erwärmung hervorgerufene Ausbiegung einen Mechanismus, ein Relais od. dgl.

Bei Installations-Selbstschaltern z. B. müssen die Thermostaten eine Verklinkung auslösen, d. h. bei einer bestimmten Wegstrecke eine bestimmte Auslösekraft zum Überwinden der Verklinkungsreibung aufbringen. Man unterscheidet direkte Beheizung mit stromdurchflossenem Bimetall, wobei die erforderliche Erwärmung durch den Widerstand des Bimetalls selbst erzeugt wird und indirekte Beheizung, wobei der Bimetallstreifen nicht im Stromkreis des Gerätes eingeschaltet ist, sondern durch eine besondere Heizwicklung erwärmt wird. Die direkte Beheizung kann bei höheren Nennströmen angewendet werden, wo die zur Erzeugung des notwendigen Heizwiderstandes erforderliche Schwächung des Bimetallquersehnitts die Stabilität des Bimetalls, d. h. dessen mechanisches Arbeitsvermögen, noch nicht gefährdet. Bei kleineren Nennströmen muß zur Erzielung der notwendigen Heizleistung und Erhaltung des mechanischen Arbeitsvermögens auf indirekte Beheizung übergegangen werden.

Die bekannten Anordnungen solcher indirekter Beheizungen sind in den Abb. 1 bis 4 gemäß der Zeichnung dargestellt. Der Bimetallstreifen α ist an der Stelle b befestigt. Die Heizungen c werden mit oder ohne Isolierplatten d gemäß Abb. 1 bis 3 teils flach bzw. spiralförmig ausgebildet oder zwecks Isolation und besserer Wärmeableitung gemäß Abb. 4 mit einem z. B. keramischen Röhrchen e umgeben. Bei der Beheizung biegt sich der Bimetallstreifen von der Einspannstelle b über die ganze

Länge nach der Seite aus, wo die Bimetallkomponente mit dem kleinen Ausdehnungskoeffizienten liegt und betätigt z. B. mit einer Stellschraube f eine Verklinkung.

Je länger der Bimetallstreifen ausgebildet ist, um so größer ist an dessen Ende bei / die Durchbiegung. Für die Erzielung einer größeren Durchbiegung bzw. einer kleinen Heizleistung ist es auch zweckmäßig, die Heizung in eine Krümmung g des to Bimetalls zu legen, da sich beheizte Bimetallkrümmungen stärker durchbiegen als gerade Strecken. Vorteilhaft ist es ferner, die Heizung auf der Seite des Bimetalls anzuordnen, wo die Komponente mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten liegt, weil dadurch eine schnellere Wirkung erzielt wird. Diese Forderungen einer schnellen und großen Durchbiegefähigkeit bzw. einer kleinen Heizleistung und andererseits einer großen Stabilität sind sehr wichtig, weil diese Thermostaten Überlastungen bis zum zehnfachen des Nennstromes ausgesetzt sind, wobei die Heizleiter nicht durchbrennen dürfen.

Bei den bisherigen Ausführungen werden diese an und für sich bekannten Forderungen immer nur teilweise erfüllt. Insbesondere sind die Heizungen dadurch mehr oder weniger unwirtschaftlich angeordnet, daß ein großer Teil der Heizoberfläche i^:hre Wärme nur an die schlecht wärmeleitende Luft und nur zum Teil an das Thermostatenmaterial abgibt (s. Beispiel i, 3 und 4). Bei Beispiel Abb. 2 geht auch ein großer Teil der von der Heizoberfläche abgegebenen Wärme in anderer als in Richtung Bimetall ab, ohne das Thermostatenmaterial zu beeinflussen, außerdem muß das wegen der Bimetallbeweglichkeit zwischen Bimetall und Wickelkörner d vorgesehene Luftpolster die Wärmeleitung übernehmen, wodurch weitere Verzögerungen entstehen. Die geraden Thermostaten gemäß Abb. ι und 2 biegen sich bei gleicher Beheizung langsamer durch als gekrümmte. In vielen Fällen liegt auch meist aus konstruktiven Gründen die Heizung auf der ungünstigeren Seite des Bimetalls mit der kleineren Ausdehnung. Um trotzdem eine schnelle und große Durchbiegebewegung zu erzielen, muß bei allen diesen Ausführungen die Heizleistung entsprechend größer gehalten werden. Dies bedingt einmal einen größeren Verbrauch bei Dauerbetrieb, insbesondere aber müssen diese Heizungen wegen des meist beschränkten Bauraumes klein gehalten, d h. zur Erzielung der größeren Heizleistung mit sehr dünnen Heizdrähten ausgelegt werden, welche bei Überlastung schnell durchbrennen.

Die Erfindung bezweckt, einen Thermostaten zu schaffen, der allen genannten Anforderungen genügt. Erfindungsgemäß ist ein Bimetallstreifen vorgesehen, der den Heizkörper über den vollen Kreisumfang umschließt und im unbeheizten Zustand an der ganzen oder nahezu ganzen Heizfläche in mechanischer Berührung mit diesem oder dessen Isolationsmaterial steht, wobei das freie Ende des Bimetalls selbst als Arbeitshebelarm dient oder über ein Zwischenstück zu einem Übertragungsglied bzw. Arbeitshebelarm verlängert ist. Dadurch wird die gesamte Heizoberfläche wärmetechnisch wirksam ausgenutzt, d. h. die gesamte erzeugte Wärme wird unmittelbar oder mittelbar an das wirksame Thermostatenmaterial abgegeben, wobei vorteilhafterweise die Seite des Bimetalls mit der größeren Ausdehnung in das Bogeninnere gelegt und die Heizwirkung noch erhöht werden kann.

Der geschlossene Bimetallbogen hat aber andererseits noch den Vorteil, daß eine nahezu 360⁰ betragende, d. h. größtmögliche Krümmung beheizt und die Durchbiegefähigkeit gegenüber kleineren Krümmungen weiter gesteigert wird. Der geschlossene Bimetallbogen erhöht darüber hinaus die mechanische Bimetallstabilität und gestattet auch bei kleinem Bauraum die Unterbringung einer großen Bimetallänge.

In den Abb. 5 bis 10 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Allen ist gemeinsam, daß der Bimetallstreifen von seiner Befestigungsstelle b aus in einen nahezu geschlossenen Kreisbogen überläuft, der den Heizkörper c völlig umschließt. Die Heizung c liegt z. B. als frei stehende Drahtspirale dicht an der Innenkrümmung- des Bimetalls, so daß eine möglichst unmittelbare Wärmeabgabe an Metall erfolgt. Die Einhaltung eines Kleinstabstandes von wenigen zehntel Millimetern und die Entlastung der Heizwicklung vor Überhitzung oder Windungsschluß kann noch besser sichergestellt werden, wenn die Heizwicklung z. B. auf ein keramisches Röhrchen η mit oder ohne Wicklungsgänge 0 aufgewickelt und auf der Außenseite mittels einer dünnen wärmebehandelten keramischen Glasur ρ überzogen wird, welche die Halterung der Wicklung und deren Isolation nach außen übernimmt. In Abb. 10 ist eine solche Ausführung gezeigt. Da das keramische Material die Wärme besser leitet als Luft, kann sowohl die Wärmeübertragung ohne Luftabstand nach dem Bimetall als als die Überlastbarkeit der Heizwicklung noch zusätzlich verbessert werden.

Die Seite des Bimetalls mit der größeren Ausdehnung wird vorteilhafterweise aus dem bereits genannten Grunde und auch deswegen in das Bogeninnere gelegt, weil damit ein Aufbiegen der Thermostatenschleife erzielt wird, so daß bei der Bemessung des Heizkörperdurchmessers keine Rücksicht auf ein Zusammenbiegen des Thermostatenbogens genommen zu werden braucht.

In einzelnen zeigen Abb. 5 und 6 Ausführungsbeispiele mit zweiteiligen Thermostaten, wo ein besonderes glattes Übertragungsglied h bzw. ein zwecks Versteifung gesicktes Glied i die Verbindung zur Stelle / bildet.

Das Übertragungsglied gemäß Abb. 7 ist als Verstrebungssystem mit frei stehenden, an den Enden starr verbundenen Blechstreifen k ausgebildet.

Diese Übertragungsglieder können aus Bimetall oder anderem Werkstoff bestehen und am freien Ende; des Bimetallstreifens mittels Schweißen, Nieten od. dgl. befestigt sein.

Bei Abb. 8 handelt es sich um einen einteiligen Thermostaten. Der Bimetallbogen läuft in Form

einer Schleife über einen in der Mitte des Fußes b angeordneten Schlitz oder spiralenförmig neben dem Fuß zur Verklinkungsstelle f weiter. Die Krümmungen dieser außerhalb des geschlossenen Bimetallfoogens liegenden Übertragungsteile aus Bimetall werden ebenfalls noch mitbeheizt und unterstützen die erwünschte Auslösebewegung an der Stelle f noch zusätzlich.

Abb. 9 zeigt eine besonders raumsparende und stabile zweiteilige Anordnung, wobei das Übertragungsglied m hochkant zur Biegebewegung, d. h. mit der Breitseite parallel zum Bogendurchmesser des Thermostaten angeordnet und als kreisförmige Verlängerung des Bogens durch oder neben dessen Fuß b zur Verklinkungsstelle f abgeführt ist.

Heizung und Thermostat brauchen sich nicht an die runde Form zu halten, sondern können auch davon abweichend geformt, z. B. vieleckig oder elliptisch geformt sein.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Indirekt beheizter Thermostat für Installations-Selbstschalter, insbesondere Geräteschutzschalter mit den Heizkörper kreisbogenförmig umschließenden Thermostatenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bimetallstreifen den Heizkörper über den vollen Kreisumfang umschließt und in unbeheiztem Zustand an der ganzen oder nahezu ganzen Heizfläche in mechanischer Berührung mit diesem oder dessen Isolationsmaterial steht, und das freie Ende des Bimetalls selbst oder über ein Zwischenstück zu einem Übertragungsglied bzw. Arbeitshebelarm verlängert ist.
2. 2. Indirekt beheizter Thermostat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied zwecks Versteifung gesickt

   (i) oder als Verstrebungssystem mit frei stehenden, an den Enden starr verbundenen Blechstreifen (Ji) ausgebildet oder hochkant zur Biegebewegung angeordnet ist (m).
3. 3. Indirekt beheizter Thermostat nach Anspruch ι bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß Thermostat und Übertragungsglied einteilig ausgebildet sind, derart, daß der Thermostatenbogen in Form einer Schleife über einen in der Mitte des Fußes (b) angeordneten Schlitz oder spiralenförmig neben dem Fuß zur Verklinkungsstelle (f) weiterläuft.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 747 776, 744 477, 431, 573 020, 568 250, 525 939, 506 564;
   britische Patentschrift Nr. 211 492.·

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 609 854 4.57