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Selbsttätiger Überstrom-oder Übertemperatursehalter.
Die Erfindung bezieht sich auf Überstrom-oder Übertemperaturschalter, sogenannte Dauer- sicherungen, welche viele Male nacheinander verwendet werden können, ohne dass irgendwelche Teile ausgewechselt werden müssen.
Ein solcher Schalter ist beispielsweise im österr. Patent Nr. 142505 beschrieben und besteht im wesentlichen aus einem mit Schmelzmasse gefüllten Hohlkörper, in den der Schaltstift bei Erwärmung eindringt, wobei nach dem darauffolgenden Wiedererstarren die Schmelzmasse spiegelbildlich und ohne Materialverlust dieselbe Form annimmt wie im ursprünglichen Zustand, so dass der Hohlkörper nur verkehrt in die Fassung eingesetzt zu werden braucht, um den Schalter wieder verwendungsbereits zu machen. Diese Art von Schaltern gewährt den grossen Vorteil, dass sie unter den gleichen Bedingungen geprüft werden kann, unter denen sie in Gebrauch genommen werden soll.
Die Schwierigkeit, die bei der Konstruktion aller dieser Schalter zu überwinden ist, liegt u. a. darin, dass der Überstrom oder die Übertemperatur sehr oft nicht ausreichen, um die Schmelzmasse, welche den Schaltstift in irgendeiner Weise festhält, wirklich zum Schmelzen zu bringen. Es geschieht sehr oft, dass nur ein Erweichen des Lotes und damit nur ein teilweises Ausschalten der Wärmezufuhr stattfindet, wodurch ein Schleichen des Schaltstiftes und damit Schlotterkontakte entstehen.
Die Erfindung hat zum Ziel, eine Dauersieherung zu schaffen, welche auch dann sicher wirkt, wenn die sichernde Schmelzmasse durch Überstrom oder Übertemperatur erweicht wurde, aber die eigentliche Schmelztemperatur noch nicht erreicht hat.
Bei dem Überstrom-oder Übertemperatursehalter nach der Erfindung wird die sichernde Schmelzmasse bei der Bewegung des Schaltstiftes von diesem in mehrere Teile geschert. Erfindungsgemäss ist sie am Schaltstift bzw. am Gehäuse so festgehalten, dass ihre Teile nach Zurückführen des Sehaltstiftes von seiner entsicherten Stellung in seine sichernde Lage und bei gleichzeitiger Erwärmung wieder vereinigt werden können. Die Erwärmung muss natürlich hiebei so gross sein und so lang andauern, dass bei Erreichen der ursprünglichen Lage die bei der Entsicherung voneinander getrennten Teile der Schmelzmasse neuerlich miteinander verbunden werden und den Sehaltstift in seiner sichernden Lage festhalten.
In den bekannten Sicherungen werden für die Verwendung als Überstromschalter Heizdrahtwicklungen verwendet, welche in den zu sichernden Stromkreis eingeschaltet sind und den Zweck haben, die Übertemperatur zum Schmelzen des Lotes zu erzeugen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung wird erfindungsgemäss statt der Drahtwicklung eine Widerstandsmasse verwendet. Solche Widerstände sind aus andern Anwendungsgebieten der Elektrotechnik bekannt. Sie bestehen beispielsweise aus Kohle-oder Metallpulvern, die mit einem Bindemittel vermengt sind, wobei die so entstandene Masse entweder direkt in die gewünschte Form gepresst oder beispielsweise auf einen isolierenden Träger aufgetragen wird. Naturgemäss gibt es viele Arten von Widerstandsmassen, welche in der Sicherung nach der Erfindung verwendet werden können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, auf welches sich jedoch die Erfindung nicht beschränkt.
Wie in andern bekannten Schaltern wird ein von der Schmelzmasse festgehaltener Schaltstift verwendet, der bei einer bestimmten Temperatur durch Federwirkung Schaltvorgänge steuert. Beim
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Schalter nach der Erfindung hat dieser Schaltstift eine besondere Form, welche in Fig. 1 herausgezeichnet ist. Der Schaltstift 6 trägt in der Mitte zwei konische Bunde 7, die so angeordnet sind, dass sie eine umlaufende Rille bilden. In dieser Rille ist ein Ring 8 aus leicht schmelzbarem Lot aufgebracht, welcher einen grösseren Durchmesser als die Bunde hat. Der Sinn dieser Bauart wird klar, sobald man die bekannten Anordnungen zum Vergleiche heranzieht. Diese beruhen z. B. darauf, dass der Schaltstift in seiner sichernden Lage am Umfange festgelötet ist.
Wenn durch Übertemperatur sich das Lot erweicht, so wird der Schaltstift freigegeben, aber zwischen ihm und der Lötmasse besteht während der Dauer seiner ganzen Bewegung, insbesondere dann, wenn das Lot nur wenig erweicht wurde, eine erhebliche Reibung. Die gleiche Überlegung gilt für jene Bauarten, bei welchen der Schaltstift auf ein Lotplättchen drückt und dieses bei Übertemperatur durchstösst. Demgegenüber ist der Durchmesser des Schaltstiftes nach der Erfindung an der Stelle, wo das Sicherungslot ihn festhält, verbreitert, damit er sich-wie im Nachstehenden besehrieben-nach der Freigabe durch das Sicherungslot im Körper des Schalters ohne Reibung frei bewegen kann.
Dieser Schaltstift ist nun in den eigentlichen Sehalterkörper eingesetzt, welcher in Fig. 2 schematisch gezeichnet und in einer Fassung in bekannter Weise gelagert ist. Mit. ! ist die Metallhülse bezeichnet, welche an ihren Enden umgebördelt und mit Isolierscheiben 2 abgeschlossen ist. In diese ist eine Führungshülse 3 eingezogen ; sie ist mit einem umlaufenden Anschlag 10 versehen. In dem Raum zwischen den voneinander durch die Scheiben 2 isolierten Hülsen 1 und 3 ist die Drahtwicklung oder eine Widerstandsmasse 9 eingebettet. Das eine Ende der Drahtwicklung liegt an der einen Hülse, das andere Ende der Drahtwieklung an der andern Hülse. Das eine Ende des Schaltstiftes, in der Zeichnung links, ist in einem Führungsring 4 beweglich.
Der Schaltstift nach Fig. 1 wird also von rechts in die Hülse 3 eingesehoben, so dass das linke Ende durch den Ring 4 hindurchragt und der sichernde Ring 8 sich am Anschlag 10 stützt. Daraufhin wird eine zweite Führung in Form einer Hülse 5 über den Schaltstift 6 nach links in die Hülse 3 eingeschoben und die Sicherung ist verwendungsbereit.
In dem zu sichernden Stromkreis sind zwei Federn 11 und 13 eingeschaltet. Die Feder 11 kann sich frei nach links bewegen, die Feder 13 jedoch nur bis zu einem Anschlag 12. Der Abstand der Feder 13 vom Anschlag 12 ist grösser als die Breite des Sicherungsringes 8. Die Entfernung zwischen den beiden Endstellungen des Schaltstiftes ist anderseits grösser als der Abstand der Feder 13 von dem Anschlag 12.
Dies ist für die richtige Funktion des Schalters wesentlich.
Seine Wirkungsweise ist folgende : Der Strom in dem zu sichernden Kreis nimmt seinen Weg über die Federn 13 und 11, den Stift 6, die Hülse 5 und das Lot 8, die Hülse 3, die Wicklung 9 und die Hülle 1 zur Fassung.
Sobald Überstrom auftritt, erweicht das Lot 8 und wird an der gezeichneten Trennungslinie 14 abgeschert, weil der Schaltstift von den beiden Federn 11 und 13 dauernd nach links gedrückt wird.
Also auch bei der geringsten Übertemperatur bewegt sich der Schaltstift nach links, bis der Ring 8 seiner ganzen Breite nach durchgesehert ist. Während dieser Zeit sind die beiden Federn 11 und M dauernd geschlossen. Erst kurz danach legt sich die Feder 13 an den Anschlag 12. Die Feder 11 aber stösst den Schaltstift 6 so weit nach links, bis er in die strichliert gezeichnete Endstellung gelangt.
Einerseits öffnet sich also der Stromkreis, welcher durch die Federn 11, li gesichert ist, anderseits kann mit dem linken Ende des Schaltstiftes irgendeine andere Vorrichtung, z. B. ein Signal, gesteuert werden.
Der Ring 8 wurde nunmehr, wie beschrieben, an der Trennungslinie 14 geteilt. Der Teil a wird in der durch die beiden Bunde 7 gebildeten Rille des Sehaltstiftes mitgenommen. Der Teil b bleibt in der Rille, welche vom Anschlag. M, der Hülse 3 und der Hülse 5 begrenzt wird.
Der beschriebene Schalter nach der Erfindung soll ohne Auswechslung von Teilen wieder verwendet werden. Dies geschieht so, dass das linke Ende des Schaltstiftes beispielsweise mittels einer Feder nach rechts gedrückt wird. Gleichzeitig muss eine Erwärmung des Schalters stattfinden, damit der Schaltstift wieder in seine ursprüngliche Lage gebracht wird, welche durch den Anschlag des rechten Bundes 7 an der Hülse 5 gegeben ist. Zweckmässig wird dabei die Erwärmung so gross gemacht, dass
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Der Schalterkörper kann demnach in seine Fassung zur neuerlichen Verwendung eingesetzt werden.
Die Erwärmung des Sehalters, um ihn wieder betriebsbereit zu machen, kann auf irgendeine bekannte Art, z. B. dadurch erfolgen, dass die Wicklung 9 entsprechend belastet wird.
Der beschriebene Schalter kann bei Weglassung des Heizkörpers 9 auch als Wärmeschalter Anwendung finden.
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