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Selbsttätiger tberstrom-oder Ubertemperatursehalter.
Die Erfindung bezieht sich auf selbsttätige Überstrom-oder Übertemperaturschalter, sogenannte Dauersicherungen, welche viele Male aufeinanderfolgend wieder verwendet werden können, ohne dass irgendwelche Teile ausgewechselt werden müssen. Der Schalter nach der Erfindung gewährt den Vorteil, dass er unter den gleichen Bedingungen geprüft werden kann, unter denen er in Gebrauch genommen werden soll.
Es sind Schalter bekannt, bei denen der bewegliche Schaltstift mit dem übrigen Teil der Sicherung durch ein Lot verbunden ist oder aber mit einem Lotplättchen verriegelt wird. Die Nachteile dieser Sicherungen sind bekannt. Es ist aber auch aus dem österr. Patent Nr. 142505 eine Anordnung bekannt geworden, bei der der Schaltstift die in der Sicherungshülse enthaltene Schmelzmasse beim Auslösen spiegelbildlich deformiert, so dass diese Sicherung nur durch einfaches verkehrtes Einsetzen wieder verwendungsbereit ist.
Bei der Sicherung nach der Erfindung wird aber jede Art Schmelz-oder Lotmasse vermieden.
Es wird vielmehr zur Steuerung des Schaltstiftes ein wärmeabhängiger Bimetallstreifen verwendet ; der Hauptvorteil liegt in der überlegenen Schaltsieherheit bei kleinen Überströmen oder Übertemperaturen.
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert, von denen Fig. 1 eine Anwendung in der Schwachstromtechnik und Fig. 2 die Anwendung als Starkstromsicherung darstellen.
In Fig. 1 mit den Querschnitten A und B dient der Lagerbüge11 1 mit seiner Zunge F aus Bimetall als das wirksame Sicherungselement ; am Ende der Zunge l'ist das Arretierplättehen 2 befestigt. Der Bügel 1 ist mit dem Isolierkörper 3 mittels der Führungsöse 4 verbunden. Den äusseren Abschluss der Sicherung bildet die Hülse 5. Der Schaltstift 6 wird von einer Spannfeder 8 über den Anschlag 7 in der Pfeilrichtung (im Bilde nach rechts) gedrückt. In der gezeichneten Normalstellung drückt gegen den Schaltstift die Druckfeder 9, welche ihrerseits den Kontakt gegen die Feder 11 geschlossen hält. In der Sicherung ist weiters ein drahtgewickelter flacher Heizkörper 12 angeordnet, dessen Anschlussende mit 13, 14 bezeichnet sind ; der Anschluss 14 ist am Flanschring M angeschlossen.
Es sei angenommen, dass die gezeichnete Sicherung im Teilnehmerkreis liegt und die Feder 9 dem Sicherungsstreifen der Zentrale angehört. Der normale Stromweg ist über Leitung 16, 14, 12, 13, 1 (1'), 6,9, 11, Zentrale geführt. Entsteht auf dieser Leitung beispielsweise durch Starkstromberührung ein Überstrom, so erwärmt sich der Heizkörper 12, heizt die Bimetallzunge l'und diese biegt sich nach oben. Das Arretierplättehen 2 gibt den Anschlag 7 und damit den Stift 6 frei, der von der Feder 9 nach rechts gedrückt wird. Die Feder 9 muss dabei den Gegendruck der Feder 8 überwinden ; dies geschieht, um eine übermässige Reibung und Schaltverzögerung zwischen den Teilen 2 und 7 zu verhindern.
Sobald der Schaltstift 6 nach rechts ausweicht, öffnet Feder 9 den Stromweg über die Feder 11. Gleichzeitig kann ein Signalstromkreis über die Feder 10 geschlossen werden. Ist der Fehler auf der Leitung behoben, so braucht nur der Schaltstift 6 nach links gedrückt werden, um die Sicherung ohne weiteres verwendungbereit zu machen. Der Schaltstift wird auch dann in seine Anfangsstellung zurückkehren, wenn die Feder 9 nach Behebung des Fehlers nach links gezogen wird.
Fig. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer automatischen Sicherung, wie sie derzeit allgemein üblich ist. Die Anordnung musste allerdings diesem Verwendungszweck angepasst werden.
Die wichtigen Teile sind die gleichen wie in Fig. 1 : Lagerbügel 1 mit Zunge l'aus Bimetall, Arretierung- plättchen 2, Isolierkörper 3, Führungsöse 4, Schaltstift 6, Anschlag 7, Heizkörper 12 mit den Anschlüssen-M, 14. Diese Teile sind in der Isolierhülse 17 untergebracht. Die Gewindehülse 23 dient einerseits zur Be-
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festigung der Sicherung im Isolierkopf 16, der in bekannter Weise aus Porzellan od. dgl. bestehen kann.
Der Isolierkopf 16 ist für den am Schaltstift 6 angebrachten Knopf 21 ausgenommen. Die Kontaktkappe 18 stellt beim Einschrauben der Sicherung in die nicht gezeichnete Fassung die elektrische Verbindung mit dem Kontakt auf dem Grund der Fassung her. Unter dem Druck der Feder 22 legt sich der Anschlag 7 des Schaltstiftes gegen die Arretierung 2. Die elektrische Verbindung zwischen dem Schaltstift und der Kontaktkappe 18 stellt eine Feder 19 mit Auflagescheibe 20 her, bei einer Bewegung des Schaltstiftes kann sich die Feder nur bis zum Anschlag 24 ausdehnen.
Diese Sicherung ist in einer Leitung mit folgendem Stromweg eingeschaltet : Fassung, 23, M, 12, 13, 1 (1'), 6, 20, 19, 18, Fassung. Tritt ein Überstrom auf, so biegt sich durch Heizung vom Heizkörper 12 die Zunge l'nach aufwärts, gibt den Anschlag 7 frei, und der Schaltstift bewegt sich bis zum Anschlag 25 nach rechts. Der Stromkreis ist unterbrochen. Ist der Kurzschluss behoben, so wird einfach der Schaltstift mit dem Knopf 21 in seine Anfangsstellung gedrückt, und die Sicherung ist ohneweiteres wieder verwendungsbereit. Bei Verwendung der beschriebenen Sicherungen als Übertemperaturschalter entfällt der Heizkörper 12. Der Bimetallagerbügel 1, T ist deshalb in Bügelform und nicht z.
B. in gestreckter Form ausgeführt, weil die Sicherungen nach der Erfindung vor allem zum Ersatz der handelsüblichen Sicherungen bestimmt, daher die äusseren Dimensionen gegeben sind. Es ist nun wünschenswert, den Arbeitsweg 2-7 nicht zu klein zu halten, der Ausschlag des freien Endes 2, proportional dem Quadrat der Streifenlänge, ist in der gezeichneten Lösung der längste. Da es sich darum handelt, die Berührung 2-7 zu lösen, muss im Bimetallstreifen die Komponente mit der grösseren Wärme- ausdehnuiig-innen liegen.-Es -wird im übrigen für die gezeichneten Beispiele ein Bimetall geeignet sein, das in unmittelbarer Nachbarschaft der beabsichtigten Arbeitstemperatur die grösste Änderung der Ausbiegung aufweist.
Soll die Sicherung anderseits auf Änderungen von Raumtemperaturen angewendet werden, so wird eher eine solche Kombination zu wählen sein, die bis zu dieser Temperatur die grösste Gesamtausbiegung besitzt.
Die Auslösungszeit des Schaltstiftes kann nach Wunsch einreguliert werden durch Material und äussere Dimensionen des Bimetallstreifens, durch die Heizwicklung bzw. deren Vorbelastung oder Lage und schliesslich durch den Reibungsdruek zwischen den Berührungsflächen 2-7. Letzterer wirkt wie eine Bremse und wird im wesentlichen durch den Differentdruck der Federn 8, 9 bestimmt.
Es kommt vor, dass die Feder 9. beispielsweise eines Sicherungsstreifens in Fernsprechzentralen einen Druck von mehreren Kilogramm auf das anstossende Ende des Schaltstiftes ausübt. An und für sich wäre es nicht durchführbar, mittels des Bimetallstreifens einen so hohen Druck direkt zu steuern.
Aber auch in der gezeichneten Anordnung wäre die Reibung 2-7 zu gross, um eine genügende Schaltsicherheit zu gewährleisten. Deshalb wird die Feder 8 eingebaut, die den Druck der Feder 9 zu einem solchen Teil kompensiert, dass der Schaltstift bei Erreichen einer vorbestimmten Heiztemperatur sicher ausgelöst wird. Diese Feder dient aber auch dazu, um den Schaltstift ohne Ersatz von Einzelteilen und selbsttätig in die sichernde Stellung zu bringen, sobald der Federdruck 9 auf hört o der überwunden wird.
Die Heizwicklung ist absichtlich nicht auf die Zunge l'direkt aufgebracht, um einerseits leichte Auswechselbarkeit zu ermöglichen, anderseits um die Arbeitsweise des Bimetallstreifens nicht zu beeinflussen. Dies letztere spielt besonders dann eine Rolle, wenn'die Zunge 1', wie es in bestimmten Anwendungsgebieten vorkommt, nicht einmal 10 mm Länge erreicht.
Der Bimetallstreifen dient als Träger für den Aufbau des ganzen Sicherungselementes, als Führung für den Schaltstift und als Widerlager für die Spannfeder 8.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. An Stelle der in der Fernsprechtechnik, in der Starkstromtechnik und in andern Anwendungsgebieten üblichen Sicherungselemente verwendbarer selbsttätiger Überstrom- oder Übertemperatur- schalter, bei dem ein Schaltstift bei einer bestimmten Temperatur Schaltvorgänge steuert und bei dem dieser Schaltstift in an sich bekannter Weise von einem wärmekontrollierten Bimetallstreifen beherrscht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem auswechselbaren Sicherungselement angeordnete Schaltstift ohne Ersatz von Teilen des Sicherungselementes und ohne Beeinflussung von aussen lediglich durch eine Spannfeder (8) automatisch in seine Normallage gebracht wird und von einem Ansatz (2) des Bimetallstreifens (1') gehalten wird (Fig. 1).