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Thermischer Schalter
Die Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Schalter mit im kalten Zustand ge- schlossenen Kontakten und zwei Heizwiderständen für den wärmeempfindlichen Teil des Schalters, bei dem einer dieser Widerstände in Reihe mit den erwähnten Kontakten und der andere parallel zu diesen und gegebenenfalls noch weiteren Schaltelementen geschaltet ist.
Die Aufgabe des Reihenwiderstandes besteht darin, den Schalter zu öffnen und auf diese Weise einen Stromkreis über die Kontakte des Schalters zu unterbrechen, wenn dieser Kreis von einem Strom durchflossen wird, der einen bestimmten Wert überschreitet und der ununterbrochen oder intermittierend zu lange währt. Der Parallelwiderstand hingegen hat zum Zweck, den bereits geöffneten Schalter geöffnet zu halten.
Bei den bekannten Ausbildungen dieses Schalters kann es sich ereignen, dass sich der bereits geöffnete Schalter wieder schliesst, was unerwünscht ist.
Die Erfindung hat zum Zweck, diesem Übelstande abzuhelfen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die besagte unerwünschte Wirkung des Schalters der Tatsache zuzuschreiben ist, dass der Parallelwiderstand bei Öffnung der Kontakte noch kalt ist oder wenigstens noch nicht eine hinreichende Temperatur hat, um den Schalter verlässlich geöffnet zu halten.
Nach der Erfindung sind der wärmeempfindliche Teil und die Heizwiderstände des thermischen Schalters derart angeordnet, dass der Parallelwiderstand im Heizbereich des Reihenwiderstandes zwischen diesem und dem wärmeempfindlichen Teil liegt. Hiedurch wird erzielt, dass der Reihenwiderstand nicht auf direktem Wege, sondern nur indirekt über den Parallel- widerstand den wärmeempfindlichen Teil beeinflusst, so dass der Parallelwiderstand beim Öffnen des Schalters eine solche Temperatur hat, dass das Schliessen der Kontakte nicht weiter zu befürchten ist.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform
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Aussenseite eines hohlzylindrischen Trägerkörpers angeordnet, in dessen Höhlung sich der Reihenwiderstand befindet.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des thermischen Schalters nach der Erfindung dargestellt ist, beispielsweise näher erläutert.
In der Zeichnung ist der wärmeempfindliche Teil des thermischen Schalters mit 1 bezeichnet.
Dieser Teil besteht aus einem Bimetallstreifen, von dem das rechte Ende 2 im kalten Zustand mit einem U-förmig gekrümmten Metalldraht 3 in Berührung steht. Der Teil 2 des Bimetallstreifens bildet den Arbeitskontakt des Schalters, während das mit 2 in Berührung kommende Ende des Drahtes 3 den Gegenkontakt darstellt.
Der Draht 3 ist mit einem dünnen Draht 4 verbunden, der den Reihenwiderstand des Schalters darstellt. Dieser Reihenwiderstand ist in einem zylindrischen Röhrchen 5, z. B. aus keramischem Stoff untergebracht, auf dessen Aussenwand eine Widerstandschicht 6 angeordnet ist, die den Parallelwiderstand bildet. Die Enden des Parallelwiderstandes sind mit den Kontakten 7 und 8 versehen. Der wärmeempfindliche Teil 1 ist am Kontaktteil 7 befestigt.
Der thermische Schalter fungiert in der dargestellten Schaltung als Sicherungsschalter fur die Zündvorrichtung 9 einer Gas-und bzw. oder Dampfentladungsröhre 10. Die Glühelektroden 11 und 12 dieser Röhre sind über eine Drossel 13 bzw. über einen Hauptschalter 14 mit den
Klemmen 15 und 16 einer geeigneten Stromquelle verbunden. Das von der Drossel 13 abgekehrte Ende der Glühelektrode 11 ist mit dem Kontaktorgan 8 und ausserdem mit einem Kontakt der
Zündvorrichtung 9 verbunden und das von dem
Hauptschalter 14 abgewendete Ende der Glühelektrode 12 steht mit dem Kontaktorgan 7 in
Verbindung. Die Zündvorrichtung 9 besteht aus einem Stromunterbrecher, der sich selbsttätig wiederholt öffnen und schliessen kann. Dieser Unterbrecher kann z. B. aus einem Glimm- entladungsbimetallschalter bestehen.
Von der Zündvorrichtung 9 sind nur diejenigen
Kontakte dargestellt, die vor der Zündung der
Röhre geschlossen sind oder werden, so dass dann die Glühelektroden von einem Aufheizstrom durchflossen werden, dessen Grösse von den
Impedanzen der Drossel 13, der Glühelektroden 11 und 12 und des Reihenwiderstandes 4 bedingt ist. Danach öffnet die Zündvorrichtung selbst-
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tätig ihre Kontakte, wobei die Entladungsröhre zünden kann, was durch die vorhandene Drossel 13 erleichtert wird, die hiebei einen Spannungsstoss liefert. Wenn der erste Zündversuch nicht gelingt, repetiert die Zündvorrichtung bis die zur Zündung der Röhre günstigen Verhältnisse eintreten.
Wenn aber die Röhre nicht zünden sollte, wird der Reihenwiderstand, wenigstens in den Zeitintervallen, in denen die Zündvorrichtung 9 geschlossen ist, so stark erhitzt, dass sich die Kontakte 2 und 3 voneinander entfernen. Der Stromzweig des Reihenwiderstandes 4 ist jetzt unterbrochen. Um die Kontakte 2 und 3 voneinander entfernt zu halten, ist der Parallelwiderstand 6 parallel zur Zündvorrichtung 9, zum Reihenwiderstand 4 und zu den Kontakten 2 und 3 angeordnet. Dieser Widerstand 6 wird vor Öffnung der Kontakte 2 und 3 von einem intermittierenden Strom, nach erfolgter Öffnung aber von einem ununterbrochenen Strom durch- flossen. Der Widerstand 6 ist nun derart bemessen, dass er unter dem Einfluss dieses ununterbrochenen
Stromes die Kontakte 2 und 3 voneinander ent- fernt hält.
Da er vor Öffnung von einem Strom durchflossen wird, dessen Augenblickswert höchstens dem ununterbrochenen Strom entspricht (der Mittelwert des erstgenannten Stromes ist kleiner als derjenige des letztgenannten, wenn die Zündvorrichtung 9 aus einem Glimmrelais besteht und diese Maximalgrösse nur intermittierend auftritt) ist es ungewiss, ob der thermische Schalter geöffnet bleiben würde, wenn der Widerstand 6 nur von dem ihn durchfliessenden Strom erhitzt werden würde.
Infolge der Anordnung des Parallelwiderstandes 6 ringsum den Reihenwiderstand 4j wird der erstgenannte Widerstand zusätzlich erhitzt. Diese Anordnung der Widerstände bringt ausserdem mit sich, dass der wärmeempfindliche Teil 1 des thermischen Schalters auf direktem Wege durch die Temperatur des Parallelwiderstandes 6 beeinflusst wird. Diese beiden Umstände haben zur Folge, dass bereits das Öffnen des thermischen Schalters unter dem
Einfluss der Temperatur des Parallelwiderstandes 6 stattfindet, so dass dieser Widerstand in diesem
Zeitpunkte auch hinreichend heiss ist, um den
Schalter danach verlässlich geöffnet zu halten.
Wenn nun die Röhre 10 zündet, wobei die
Zundvorrichtung 9 unterbrochen ist, fällt der den Parallelwiderstand 6 durchfliessende Strom ab, da dieser dann an eine Spannung an-
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Röhre entspricht, die immer niedriger als die Spannung der Stromquelle 15, 16 ist. Der Parallelwiderstand 6 wird derart bemessen, dass er in diesem Zustand den thermischen Schalter nicht zu öffnen vermag.
Der Reihenwiderstand 4 wird vom starken Aufheizstrom der Glühelektroden durchsetzt.
Sein Widerstandswert soll gering gewählt werden, um diesen Aufheizstrom nicht wesentlich zu beschränken und die Energieumwandlung in 4 nicht übermässig zu steigern. Der Parallel- widerstand 6 liegt auch parallel zur Entladungröhre und soll bereits aus diesem Grunde die Impedanz der brennenden Röhre bedeutend übersteigen.
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spannung 110 volt bei einem Entladungsstrom von 0-42 Amp., der Wert des Reihenwiderstandes 3 Ohm und derjenige des Parallelwiderstandes 70.000 Ohm. Dieser letztgenannte Widerstand war als ein schraubenlinienförmiges Band auf einem keramischen Röhrchen mit einem Aussendurchmesser von etwa 4 mm und einer Gesamtlänge von etwa 25 mm angeordnet. Der thermische Schalter bildet auf diese Weise mit den beiden Widerständen und dem wärmeempfindlichen Teil zusammen eine handliche, wenig Raum beanspruchende Einheit.
Seine Abmessungen sind so gering, dass er zusammen mit der Zündvorrichtung 9, z. B. einem Glimmrelais und einem üblichen Entstörungskondensator 17 leicht in einem mit zwei Anschlusskontakten versehenen zylindrischen Behälter mit einem Aussendurchmesser von etwa 20 mm und einer Länge von etwa 33 mm untergebracht werden kann.
Es sei bemerkt, dass der Paralle1widerutand, der im dargestellten Ausführungsbeispiel neben den Kontakten 2 und 3 auch den Reihenwiderstand 4 und die Zündvorrichtung 9 überbrückt, d nicht in sämtlichen Fällen zu tun braucht.
Es leuchtet ohne weiteres ein, dass es für die richtige Wirkungsweise unwesentlich ist, ob der Reihenwiderstand bei den genannten Widerstandswerten auch überbrückt wird oder nicht.
Wenn dem also kein Wert beibemessen wird, können die Zündvorrichtung 9, die Kontakte 2 und 3 und der Reihenwiderstand derart in Reihe geschaltet werden, dass der Parallelwiderstand 6 nur parallel zur Zündvorrichtung und zu den Kontakten des thermischen Schalters geschaltet werden kann. In manchen Fällen, z. B. wenn zwischen den geöffneten Kontakten der Zündvorrichtung Stromdurchgang stattfindet, wie es bei einem Glimmrelais stattfinden kann, braucht auch diese Vorrichtung nicht immer überbrückt zu werden.
Die geschilderte Einrichtung enthält eine Entladungsröhre 10, die mit einer Drossel 13 in Reihe geschaltet und mit vorheizbaren Elektroden 11 und 12 ausgestattet ist. Bekanntlich kann aber bei manchen Entladungsröhren die
Drossel durch eine andersartige Vorschalt- impedanz ersetzt werden, während bei anderen
Entladungsröhren wieder die vorheizbaren Elek- troden durch nicht vorheizbare ersetzt werden können.
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