Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hitzdrahtschalter mit einem federelastischen oder federbelasteten, elektrisch leitfähigen Arm, der ein ortsfestes Ende aufweist und an dem das eine Ende eines Hitzdrahtes befestigt ist, der am anderen Ende ortsfest gehalten ist, wobei Hitzdraht und Arm in einen Heizstromkreis geschaltet sind, dessen einer Stromanschluss am ortsfesten Ende des Armes an diesem angeschlossen ist und eine Verwendung desselben als Zündschalter in einem Vorschaltgerät für Leuchtstoffröhren.
Die Längenänderung eines Hitzdrahtes im Betriebstemperaturbereich von einigen 100 "C liegt in der Grössenordnung von lediglich 1% O!o der Länge des Hitzdrahtes. Es stellt sich nun das Problem, diese geringe Längenänderung des Hitzdrahtes mechanisch derart zu übersetzen, dass der Kontaktarm eines Schalters betätigt werden kann. Dabei muss das Übersetzungsverhältnis sowohl über einen grösseren Arbeitstemperaturbereich als auch über eine lange Einsatzdauer des Schalters stabil bleiben. Im weitern soll der Aufbau billig und von einfacher Konstruktion sein, damit eine Herstellung in grossen Serien möglich ist.
Es sind Hitzdrahtschalter der genannten Art bekannt, bei denen der zweite Stromanschluss des Heizstromkreises an das ortsfeste Ende des Hitzdrahtes angeschlossen ist. Zwischen den beiden Stromanschlüssen des Heizstromkreises, d. h. zwischen den ortsfesten Enden von Hitzdraht und Arm, muss eine elektrische Isolation vorgesehen werden. Diese Isolation beeinträchtigt die Langzeitstabilität des Schalters undloder verteuert die Herstellung.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, einen Hitzdrahtschalter der eingangs genannten Art mit möglichst wenig Bestandteilen zu schaffen, dessen elektrischen und mechanischen Eigenschaften über eine lange Einsatzdauer und über grössere Arbeitstemperaturbereiche im wesentlichen gleich bleiben. Dieser Zweck wird erfindungsgemäss erreicht, dass sowohl der Hitzdraht als auch der Arm mit ihren ortsfesten Enden an einem gemeinsamen, elektrisch leitfähigen Halter befestigt sind und dass der zweite Stromanschluss des Heizstromkreises zwischen den Enden im Bereich der Mitte des Hitzdrahtes mit diesem verbunden ist.
Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt schematisch:
Fig. 1 die Verbindung des Hitzdrahtes mit dem Arm und dem Stromanschluss, und
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Hitzdrahtschalters mit Schnappkontakt.
Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung weist einen als Blattfeder ausgebildeten, federelastischen und elektrisch leitfähigen Arm 1 auf, der am einen Ende la an einem Halter 2 aus einem elektrisch leitenden Material befestigt ist. Am anderen Ende lb ist am Arm 1 mittels Punktschweissen oder Löten das eine Ende eines Hitzdrahtes 3 befestigt, dessen anderes Ende an den Halter 2 angeschweisst oder angelötet ist. Arm 1 und Hitzdraht 3 sind in einen Heizstromkreis geschaltet, dessen einer nicht gezeigte Stromanschluss an das Ende la des Armes 1 angeschlossen ist und dessen anderer Stromanschluss 4 im Bereich der Mitte des Hitzdrahtes 3 an diesem befestigt ist. Der Stromanschluss 4 ist als flexible Leitung ausgebildet und an der Stelle 5 an den Hitzdraht 3 angeschweisst oder angelötet.
Der Heizstrom fliesst über den Sti zmanschluss 4 zur
Mitte des Hitzdrahtes 3 (Anschlusspunkt 5). Von diesem
Punkt 5 fliesst ein Teil des Stromes über die Verbindungs stelle 6 zwischen Hitzdraht 3 und Arm 1 und über den Arm
1 zu dessen Ende la. Der andere Teil des Stromes fliesst vom Punkt 5 über den Träger 2 zum Ende la des Armes 1.
Durch den auf die beschriebene Weise fliessenden Heiz strom wird der Hitzdraht 3 allmählich erwärmt und dehnt sich entsprechend aus. Dadurch kann sich die vorgespannte Blattfeder 1 in Richtung des Pfeiles A bewegen.
Es ist nun möglich, den Arm 1 als Kontaktarm eines Schalters auszubilden. Zu diesem Zweck muss ein in der Fig.
1 nicht gezeigtes Gegenkontaktelement vorgesehen werden, das mit dem Kontaktteil des Armes 1 einen Arbeits- oder Ru hekontakt bildet. Es ist auch möglich, zwei Gegenkontakte vorzusehen, welche mit dem Arm 1 einen Arbeitskontakt und einen Ruhekontakt bilden.
In der Fig. 2 ist ein als Schnappschalter ausgebildeter Hitzdrahtschalter gezeigt, bei dem der Arm 1 nicht als Kontaktarm ausgebildet ist, sondern einen Kontakthebel betätigt. Sich entsprechende Teile sind in den Fig. 1 und 2 gleich bezeichnet.
Der als Blattfeder ausgebildete Arm 1 ist an seinem einen Ende la mit dem elektrisch leitfähigen Halter 2 verbun den, der in einem Sockel 7 aus Isoliermaterial angeordnet ist. Mit diesem Halter 2 ist mit seinem einen Ende der Hitzdraht 3 verbunden, der am anderen Ende im Punkte 6 am Arm 1 befestigt ist. Die Verbindung zwischen Hitzdraht 3 und Halter 2 und Arm 1 erfolgt mittels Punktschweissen oder Löten. In der Mitte des Hitzdrahtes 3 ist der flexible Stromanschluss 4 des Heizstromkreises mittels Punktschweis sen oder Löten befestigt. Der Stromanschluss 4 ist zudem an eine Anschlussfahne 8 angelötet oder angeschweisst, welche im Sockel 7 gehalten ist. Der Halter 2 weist eine mit diesem einstückige Anschlussfahne 9 auf.
An seinem freien Ende 1b ist am Arm 1 eine Nietmutter 10 angebracht, in die eine Einstellschraube 11 eingeschraubt ist. Diese Einstellschraube 11 weist eine Lagernut 12 auf, in der ein Kontakthebel 13 gelagert ist. An diesem Kontakthebel 13 greift eine Blattfeder 14 an, welche am anderen Ende in einem Einschnitt 15 eines Haltearmes 16 gelagert ist. Dieser Haltearm 16 ist mit dem Halter 2 einstückig ausgebildet.
An seinem freien Ende weist der Kontakthebel 13 dinen Kor taktteil 17 auf, der mit einem an einer Anschlussfahne 19 angebrachten Kontaktteil 18 einen Ruhekontakt bildet. Die An schlussfahne 19 ist im Sockel 7 gehalten. Eine ebenfalls im Sockel 7 gehaltene, weitere Anschlussfahne 20 dient beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als Anschlag für den Kontakthebel 13. Es ist jedoch auch möglich, diese Anschlussfahne 20 zur Bildung eines Arbeitskontaktes zu verwenden.
Der eine Kontaktteil 21 dieses Arbeitskontaktes ist auf der dem Kontaktteil 17 gegenüberliegenden Seite am Kontakthe bel 13 vorhanden, während strichpunktiert der andere Kontaktteil 22 an der Anschlussfahne 20 gezeigt ist. Dieser Kontaktteil 22 kann auch wegfallen, wobei in diesem Fall die An- schlussfahne 20 versilbert werden muss.
Wird der Hitzdraht 3 über die Anschlussfahnen 8 und 9 in den Heizstromkreis geschaltet, so erwärmt er sich und dehnt sich aus, wie das bereits anhand der Fig. 1 beschrieben worden ist. Infolge der vorhandenen Vorspannung bewegt sich das Ende 1b des Armes 1 in Richtung des Pfeiles B nach unten. Dadurch wird das in der Lagernut 12 gelagerte Ende des Kontakthebels 13 ebenfalls in Richtung des Pfeiles B bewegt. Dabei bewegt sich vor dem Öffnen des Kontaktes 17, 18 das den Kontaktteil 17 tragende Ende etwas in Richtung des Pfeiles C. Dadurch werden die Kontaktteile 17, 18 gegeneinander verschoben, was eine Kontakt reinigung zur Folge hat. Derselbe Effekt tritt auch beim Schliessen des Kontaktes 17, 18 auf, wodurch das sogenannte Kleben der Kontaktteile verhindert und eine einwanc freie Kontaktierung gewährleistet wird.
Sobald sich der Lagerungspunkt des Hebels 13 in der La- gernut 12 über den Einschnitt 15 hinausbewegt hat, wird beim Erreichen des Kippunktes der Kontakthebel 13 unter Wirkung der Blattfeder 14 aus seiner in der Fig. 2 gezeigten Ruhelage heraus schlagartig nach unten bewegt, so dass sich der Ruhekontakt 17, 18 schnappartig öffnet. Ein allenfalls vorhandener Arbeitskontakt wird gleichzeitig geschlossen.
Wird der Heizstromkreis unterbrochen, so zieht sich der Hitzdraht 3 bei seiner Abkühlung zusammen, wodurch das Ende 1b des Armes 1 entgegen der Pfeilrichtung B gehoben wird. Ähnlich wie beim Öffnen wird der Kontakthebel 13 beim Erreichen des Kippunktes durch die Blattfeder 14 in seine Ruhelage bewegt, in der die Kontaktteile 17, 18 einander berühren.
Durch Verstellen der Einstellschraube 11 kann der Öffnungs-, bzw. Schliesszeitpunkt des Schnappschalters eingestellt werden.
Der Stromanschluss 4 sollte möglichst in der Mitte zwischen den Enden des Hitzdrahtes 3 angeschlossen werden, damit der Hitzdraht 3 elektrisch gleichmässig belastet wird.
Eine gewisse Abweichung des Anschlusspunktes 5 des Stromanschlusses 4 von der geometrischen Mitte ist jedoch ohne weiteres zulässig.
Die Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen wie Hitzdraht 3, Arm 1, Halter 2, Stromanschluss 4 usw. sind zweckmässigerweise Punktschweiss- oder Lötverbindungen.
Eine Verbindung mittels Schrauben oder Nieten ist an sich auch möglich, doch sind solche Verbindungen wegen der damit verbundenen Ubergangswiderständen und der mangelnden Alterungsstabilität wenig geeignet.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der feder elastische Arm 1 als Blattfeder ausgebildet, die durch den kalten Hitzdraht unter Vorspannung gehalten wird. Es ist auch denkbar, einen Arm 1 ohne federelastische Eigenschaften zu verwenden, an dem eine Feder angreift.
Die beschriebenen Hitzdrahtschalter weisen den Vorteil auf, dass alle mechanischen und elektrischen Verbindungen alterungsstabile Schweiss- und Lötverbindungen sind. Im weitern befindet sich zwischen dem Arm 1 und dem Hitzdraht keine Isolation, welche Ursache von mechanischen Verstellungen bilden kann.
Der beschriebene Hitzdrahtschalter kann für die verschiedensten Zwecke eingesetzt werden. Er eignet sich insbesondere als Zündschalter in Vorschaltgeräten für Leuchtstoffröhren.
The present invention relates to a hot wire switch with a spring-elastic or spring-loaded, electrically conductive arm, which has a stationary end and to which one end of a hot wire is attached, which is held stationary at the other end, the hot wire and arm being connected in a heating circuit, one power connection of which is connected to the stationary end of the arm and the use of the same as an ignition switch in a ballast for fluorescent tubes.
The change in length of a hot wire in the operating temperature range of a few 100 "C is in the order of magnitude of only 1% O! O of the length of the hot wire. The problem now arises of translating this small change in length of the hot wire mechanically in such a way that the contact arm of a switch operates The transmission ratio must remain stable over a larger working temperature range as well as over a long period of use of the switch.Furthermore, the construction should be cheap and of simple construction so that production in large series is possible.
There are known hot wire switches of the type mentioned in which the second power connection of the heating circuit is connected to the stationary end of the hot wire. Between the two power connections of the heating circuit, i.e. H. Electrical insulation must be provided between the fixed ends of the hot wire and the arm. This insulation impairs the long-term stability of the switch and / or makes production more expensive.
The present invention now aims to create a hot wire switch of the type mentioned at the outset with as few components as possible, the electrical and mechanical properties of which remain essentially the same over a long period of use and over larger working temperature ranges. This purpose is achieved according to the invention that both the hot wire and the arm are attached with their fixed ends to a common, electrically conductive holder and that the second power connection of the heating circuit is connected to the hot wire between the ends in the area of the middle of the hot wire.
In the following, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. It shows schematically:
Fig. 1 shows the connection of the hot wire to the arm and the power connector, and
Fig. 2 shows an embodiment of a hot wire switch with snap contact.
The arrangement shown in Fig. 1 has a spring-elastic and electrically conductive arm 1 designed as a leaf spring, which is fastened at one end 1 a to a holder 2 made of an electrically conductive material. At the other end 1b, one end of a hot wire 3 is attached to the arm 1 by means of spot welding or soldering, the other end of which is welded or soldered to the holder 2. Arm 1 and hot wire 3 are connected to a heating circuit, one power connection (not shown) of which is connected to the end la of arm 1 and the other power connection 4 of which is attached to the middle of the hot wire 3. The power connection 4 is designed as a flexible line and welded or soldered to the hot wire 3 at point 5.
The heating current flows through the stiffener connection 4
Middle of the hot wire 3 (connection point 5). Of this
Point 5, part of the current flows through the connection point 6 between the hot wire 3 and arm 1 and over the arm
1 at its end la. The other part of the current flows from point 5 via carrier 2 to end 1 a of arm 1.
Through the heating current flowing in the manner described, the hot wire 3 is gradually heated and expands accordingly. As a result, the pretensioned leaf spring 1 can move in the direction of arrow A.
It is now possible to design the arm 1 as a contact arm of a switch. For this purpose, one in Fig.
1 mating contact element, not shown, can be provided, which forms a working or resting contact with the contact part of the arm 1. It is also possible to provide two mating contacts which form a normally open contact and a normally closed contact with the arm 1.
In FIG. 2, a hot wire switch designed as a snap switch is shown, in which the arm 1 is not designed as a contact arm, but actuates a contact lever. Corresponding parts are identified identically in FIGS. 1 and 2.
The arm 1 designed as a leaf spring is verbun at its one end la with the electrically conductive holder 2, which is arranged in a base 7 made of insulating material. One end of the hot wire 3 is connected to this holder 2 and is attached to the arm 1 at the other end at point 6. The connection between hot wire 3 and holder 2 and arm 1 is made by means of spot welding or soldering. In the middle of the hot wire 3, the flexible power connection 4 of the heating circuit is attached by means of point welding or soldering. The power connection 4 is also soldered or welded to a connection lug 8, which is held in the base 7. The holder 2 has a terminal lug 9 that is integral therewith.
At its free end 1b, a rivet nut 10 is attached to the arm 1, into which an adjusting screw 11 is screwed. This adjusting screw 11 has a bearing groove 12 in which a contact lever 13 is mounted. A leaf spring 14 acts on this contact lever 13 and is mounted at the other end in an incision 15 of a holding arm 16. This holding arm 16 is designed in one piece with the holder 2.
At its free end, the contact lever 13 has dinen Kor clock part 17 which forms a normally closed contact with a contact part 18 attached to a terminal lug 19. The terminal lug 19 is held in the base 7. Another connection lug 20, likewise held in the base 7, serves as a stop for the contact lever 13 in the present exemplary embodiment. However, it is also possible to use this connection lug 20 to form a working contact.
One contact part 21 of this normally open contact is present on the opposite side of the contact part 17 on the contact lever 13, while the other contact part 22 on the connection lug 20 is shown in dash-dotted lines. This contact part 22 can also be omitted, in which case the connection lug 20 must be silver-plated.
If the hot wire 3 is switched into the heating circuit via the connection lugs 8 and 9, it heats up and expands, as has already been described with reference to FIG. 1. As a result of the existing bias, the end 1b of the arm 1 moves in the direction of arrow B downwards. As a result, the end of the contact lever 13 supported in the bearing groove 12 is also moved in the direction of the arrow B. Before the contact 17, 18 is opened, the end carrying the contact part 17 moves slightly in the direction of arrow C. This causes the contact parts 17, 18 to be displaced against one another, which results in contact cleaning. The same effect also occurs when the contact 17, 18 closes, which prevents the so-called sticking of the contact parts and ensures a balance-free contact.
As soon as the bearing point of the lever 13 in the bearing groove 12 has moved beyond the incision 15, when the tipping point is reached, the contact lever 13 is suddenly moved downward under the action of the leaf spring 14 from its rest position shown in FIG the normally closed contact 17, 18 opens in a snap. Any working contact that may be present is closed at the same time.
If the heating circuit is interrupted, the hot wire 3 contracts as it cools, whereby the end 1b of the arm 1 is lifted against the direction of arrow B. Similar to opening, when the tipping point is reached, the contact lever 13 is moved into its rest position by the leaf spring 14, in which the contact parts 17, 18 touch one another.
By adjusting the adjusting screw 11, the opening or closing time of the snap switch can be set.
The power connection 4 should be connected in the middle between the ends of the hot wire 3, if possible, so that the hot wire 3 is subjected to an even electrical load.
However, a certain deviation of the connection point 5 of the power connection 4 from the geometric center is readily permissible.
The connections between the individual components such as hot wire 3, arm 1, holder 2, power connection 4 etc. are expediently spot welded or soldered connections.
A connection by means of screws or rivets is also possible per se, but such connections are not very suitable because of the transition resistances associated with them and the lack of aging stability.
In the embodiments described, the resilient arm 1 is designed as a leaf spring which is kept under tension by the cold hot wire. It is also conceivable to use an arm 1 without resilient properties on which a spring acts.
The hot wire switches described have the advantage that all mechanical and electrical connections are age-stable welded and soldered connections. Furthermore, there is no insulation between the arm 1 and the hot wire, which can cause mechanical displacements.
The hot wire switch described can be used for a wide variety of purposes. It is particularly suitable as an ignition switch in ballasts for fluorescent tubes.