DE1042074B

DE1042074B - Electric temperature switch

Info

Publication number: DE1042074B
Application number: DEF14500A
Authority: DE
Inventors: Dr Josef Frank
Original assignee: JOSEF FRANK DR
Current assignee: JOSEF FRANK DR
Priority date: 1954-04-20
Filing date: 1954-04-20
Publication date: 1958-10-30

Description

Die Aufgabe, einen elektrischen Strom ein- oder auszuschalten, wenn eine bestimmte Temperatur erreicht oder überschritten wird, ist in der Technik sehr häufig gestellt. Meist sind es Alarm- und Sicherungsanlagen, die eine Gefahr anzeigen oder vermeiden sollen.The job of turning an electric current on or off when it reaches a certain temperature or is exceeded is very common in technology. Mostly there are alarm and security systems, which are intended to indicate or avoid a hazard.

Der im folgenden beschriebene Schalter beruht in seiner Wirkung darauf, daß er in eine schmelzbare Masse eingebettet ist und betätigt wird, wenn diese Masse zum Schmelzen kommt. Er kann dabei einen Strom sowohl ein- als ausschalten (etwa einen alarmierenden Strom einschalten oder — was dasselbe ist — einen Ruhestrom ausschalten, wobei diese Ausschaltung einen Alarm erzeugt), oder aber er kann einen die Temperaturerhöhung bewirkenden Strom oder Energiefluß anderer Art direkt oder über ein Relais unterbrechen.The switch described below is based in its effect on the fact that it is in a fusible Mass is embedded and is actuated when this mass comes to melt. He can do one Turning electricity on and off (e.g., turning on an alarming current or - which is the same - switch off a quiescent current, whereby this switch-off generates an alarm), or he can one the temperature increase causing current or energy flow of another type directly or via a relay interrupt.

Ähnliche Vorrichtungen sind an sich bekannt. So z. B. aus der deutschen Patentschrift 923 025, in der ein geschlossenes kippbares isolierendes Rohr beschrieben ist, in dem zwei eingeschmolzene elektrische Kontakte durch eine Quecksilberbrücke miteinander verbunden sind, solange ein Paraffinpfropf in dem Rohr fest bleibt und die Ouecksilberbrücke in ihrer Lage hält. Hier wie bei verschiedenen anderen Lösungen werden die Kontakte "von dem schmelzenden Mittel unmittelbar umgeben. Oder aus der schweizerischen Patentschrift 89 885, in der ebenfalls ein geschlossenes, diesmal leitendes Rohr beschrieben wird, das an seinem oberen und unteren Ende isoliert eingeführte koaxiale Elektroden besitzt und das Metallkugeln enthält, die je nach ihrer Lage zwischen dem Rohrmantel und der einen oder der anderen Elektrode einen Kontakt herstellen. Die jeweilige Lage der Kontaktkugeln ist durch eine schmelzbare isolierende Masse fixiert, und sie werden erst bei einer erhöhten Temperatur freigegeben, wodurch der Strom unterbrochen wird. Beide genannten Lösungen haben den entscheidenden Nachteil, daß die Kontakte von dem isolierenden Mittel umspült werden, wobei sich eine isolierende Trennschicht zwischen den Kontaktflächen ausbilden kann. Denselben Nachteil zeigt auch die Lösung der deutschen Patentschrift 376 844, in der ebenfalls ein geschlossener Behälter- zwei Metallkörper bestimmter Form und isolierende Schmelzmasse enthält, in der der Kontakt durch ihr Schmelzen hergestellt wird.Similar devices are known per se. So z. B. from German Patent 923 025, in the a closed tiltable insulating tube is described in which two fused electrical contacts connected by a mercury bridge as long as a paraffin plug in the tube remains firm and holds the silver bridge in place. Here as with various other solutions the contacts "are immediately surrounded by the melting agent. Or by the Swiss Patent 89 885, in which a closed, this time conductive pipe is described, which is attached to his has coaxial electrodes inserted in an insulated manner at the top and bottom and contains metal balls, which, depending on their position between the pipe jacket and one or the other electrode, make a contact produce. The respective position of the contact balls is through a fusible insulating mass fixed, and they are only released at an elevated temperature, whereby the current is interrupted will. Both solutions mentioned have the decisive disadvantage that the contacts of the insulating Agents are washed around, an insulating separating layer being formed between the contact surfaces can. The solution of German Patent 376 844, in which a closed container- contains two metal bodies of a certain shape and insulating melt in which the Contact is made by melting them.

Den obengenannten Nachteil vermeidet die" im folgenden beschriebene Vorrichtung, bei der der Kontakt nicht mit der isolierenden Schmelzmasse in Berührung kommt, also nicht verschmutzt oder ungewollt isoliert werden kann. Die Konstruktion erreicht "50' dies dadurch, daß sie einen ganzen Schalter in die isolierende Masse einbettet, diese hermetisch von den Kontakten abschließt und auf den Schalter als Ganzes von außen Kräfte einwirken läßt, die ihn betätigen, Elektrischer Temperature charterThe following avoids the above-mentioned disadvantage described device in which the contact does not come into contact with the insulating melt comes, so it cannot be contaminated or unintentionally isolated. The construction reaches "50 ' this by embedding a whole switch in the insulating mass, this hermetically from the Closes contacts and allows external forces to act on the switch as a whole, which actuate it, Electric temperature charter

Anmelder:Applicant:

Dr. Josef Frank,
Kenzingen (Bad.), Hauptstr. 344Dr. Josef Frank,
Kenzingen (Bad.), Hauptstr. 344

Dr. Josef Frank, Kenzingen (Bad.),
ist als Erfinder genannt wordenDr. Josef Frank, Kenzingen (Bad.),
has been named as the inventor

d. h. ihn von der »Ein«- in die »Aus«- und von der »Aus«- in die »Ein«-Steilung zu drängen versuchen. Man ist dabei in den technischen Möglichkeiten freizügiger als bei den erwähnten Lösungen. Man kann durch solche Schalter Ströme beliebiger Höhe fließen oder unterbrechen lassen, die anzuwendenden Richtkräfte können, da sie auf die Güte des Kontaktes ohne Einfluß sind, beliebig klein gehalten werden, wodurch wiederum die Schalttemperatur (d. h. der Viskositätsgrad des isolierenden Mittels, bei dem der Schalter sich zu betätigen beginnt) sehr viel genauer festliegt. Denn muß man so starke Kräfte aufwenden, daß bei den obenerwähnten Konstruktionen das isolierende Medium zwischen den Kontakten mit Sicherheit weggedrängt, also eine gute Berührung hergestellt wird, so wird das Grenzgebiet zwischen dem »festen« und dem »flüssigen« Zustand des Mediums sehr groß, die Schalttemperatur dementsprechend ungenau. Man hat andererseits auch Sicherungen gegen Übertemperaturen konstruiert, in denen kontaktgebende Metalle abschmelzen und entweder den Kontakt dabei unterbrechen, wie z. B. in der deutschen Patentschrift 818 977, in der elektrisch geheizte Hochtemperaturöfen auf diese Weise gesichert werden, oder die britische Patentschrift 357 316, in der ein mit Gewichten belasteter Stab beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur in eine Metallmasse einsinken kann und bei dieser Bewegung einem Quecksilberschalter das Kippen ermöglicht. Diese letztere Vorrichtung braucht viel Platz, und sehr häufig muß in der Technik darauf gesehen werden, daß solche Relaissysteme besonders kompakt gebaut und raumsparend angebracht werden können. Zudem ist die Regenerierung bei dieser englischen Lösung nicht ohne weiteres und leicht von außen zu betätigen, was gerade einer der Hauptvorteile der zu beschreibenden Vorrichtung ist.d. H. try to push him from the "on" into the "off" - and from the "off" into the "on" division. The technical possibilities are more liberal than with the solutions mentioned. One can through such switches, currents of any height can flow or interrupt, the directional forces to be applied can, since they have no effect on the quality of the contact, be kept as small as desired, whereby in turn, the switching temperature (i.e. the viscosity grade of the insulating agent at which the switch begins to operate) is much more precisely fixed. Because one has to use such strong forces that at In the above-mentioned constructions, the insulating medium between the contacts is definitely pushed away, So if a good contact is established, the border area between the "solid" and the "liquid" state of the medium is very high, and the switching temperature is accordingly imprecise. One has on the other hand, fuses against excess temperatures are also constructed in which contact-making metals melt and either interrupt the contact, such as B. in the German patent 818 977, in which electrically heated high-temperature furnaces are secured in this way, or the British Patent 357 316, in which a bar loaded with weights when exceeding a certain Temperature can sink into a metal mass and with this movement a mercury switch that Tilting enabled. This latter device takes up a lot of space, and very often in the art it has to be placed on it it can be seen that such relay systems are particularly compact and installed in a space-saving manner can. In addition, the regeneration in this English solution is not straightforward and easy to operate externally, which is just one of the main advantages of the device to be described.

Diese Vorrichtung (Zeichnung A) besteht, in ihrer einfachsten Ausführung aus einem Quecksilberschal-This device (drawing A) consists, in its simplest form, of a mercury scarf

309 660/221309 660/221

ter 1, der in einem horizontal liegenden Rohr größeren Durchmessers 2 an seinen beiden Zuführungs-Htzen 3, die horizontal gespannt sind, drehbar aufgehängt, wobei das umgebende Rohr ganz oder teilweise mit einer bei normaler Temperatur hochviskosen bzw. festen Masse 4, etwa Paraffin, gefüllt ist, und die beiden Zuführungslitzen isoliert 5 durch die Wand des Rohres durchgeführt sind. In dieser einfachsten Vorrichtung werden also die.Zuführungslitzen gleichzeitig als Drehachsen benutzt, was naturgemäß nur bei kleineren Schaltleistungen und leichten und vor allem nur zweipoligen Schaltern technisch zu machen ist. Bei größeren Schaltern wird man diese in ein besonderes Gehäuse einbauen, das mit einer stabilen mechanischen Achse versehen ist. 1st die Masse bei höheren Temperaturen erweicht, so liegt der Schalter mit seinem freien Ende 6 am unteren Teil 7 der Rohrwand. Der Strom ist unterbrochen. Erstarrt die Masse in dieser Lage und dreht man (Zeichnung B) das Rohr um seine Achse um 180°, so ist die Berührungsstelle des Schalters mit der Rohrwand oben 8, die Kontakte sind geschlossen und bleiben so lange geschlossen, bis die Temperatur wieder den Erweichungspunkt des isolierenden Mittels erreicht hat. Der Quecksilberschalter sinkt ab und kann erst wieder in die »Ein«-Stellung gebracht werden, wenn das Medium wieder fest geworden ist.ter 1, the larger one in a horizontally lying pipe Diameter 2 on its two supply hatches 3, which are stretched horizontally, rotatably suspended, whereby the surrounding pipe is completely or partially covered with a highly viscous or high viscosity at normal temperature. solid mass 4, such as paraffin, is filled, and the two feed strands are insulated 5 by the wall of the Rohres are carried out. In this simplest device, therefore, the feed strands are simultaneously used as axes of rotation, which of course only with smaller switching capacities and light and above all only two-pole switches is to be made technically. With larger counters, this becomes a special one Install the housing, which is provided with a stable mechanical axis. Is the mass at higher temperatures softened, the switch is with its free end 6 on the lower part 7 of the pipe wall. Of the Power is interrupted. If the mass solidifies in this position and you turn the pipe around its (drawing B) Axis by 180 °, the contact point of the switch with the pipe wall is at the top 8, the contacts are closed and remain closed until the temperature has reached the softening point of the insulating Has achieved by means. The mercury switch drops and can only go back to the "on" position when the medium has solidified again.

Statt, wie hier beschrieben, die Schwerkraft kann natürlich jede andere Kraft wie Federkraft, magnetische Kraft usw. benutzt werden, um den Schalter aus seiner instabilen Lage bei verminderter Viskosität des Einbettmaterials herauszubewegen und damit den Wirkstrom zu unterbrechen oder irgendeinen Alarmstrom od. ä. einzuschalten.Instead of, as described here, the force of gravity can of course any other force such as spring force, magnetic Force etc. can be used to move the switch from its unstable position with reduced viscosity of the To move embedding material out and thus to interrupt the active current or any alarm current or the like.

Als Beispiel der beschriebenen Vorrichtung sei der Fall genommen, daß ein bestimmter Teil einer Maschinenanlage, etwa ein Lager, bei' Betrieb eine bestimmte Temperatur nicht überschreiten darf. Dicht am Lager ist eine zylindrische Bohrung vorgesehen, in die ein solcher Schalter mit Umgebungsrohr drehbar eingelagert ist. Das Rohr läßt sich um seine Achse drehen, die senkrecht auf der Schalterachse liegt und in den zwei Stellungen einrastet, in denen die Schalterachse horizontal liegt. Wenn das Lager die tolerierte Temperatur überschritten hat, fällt der Schalter nach unten und schaltet den Maschinenstrom aus (oder einen Relaisstrom ein, der den Maschinenstrom etwa über ein Schütz ein- und ausschaltet). Er kann erst wieder eingeschaltet werden, wenn die Umgebung des Gehäuses genügend abgekühlt ist.As an example of the device described, the case is taken that a certain part of a Machine system, such as a warehouse, must not exceed a certain temperature during operation. Tight a cylindrical bore is provided on the bearing, into which such a switch with surrounding pipe can be rotated is stored. The tube can be rotated around its axis, which is perpendicular to the switch axis and engages in the two positions in which the switch axis is horizontal. If the camp tolerated that Temperature has exceeded, the switch drops down and turns off the machine power (or a Relay current on, which switches the machine current on and off via a contactor, for example). He can only do it again be switched on when the area around the housing has cooled down sufficiently.

Das Prinzip eines solchen Schalters läßt sich auf sehr einfache Weise auch dadurch realisieren, daß man an oder in den zu kontrollierenden Gegenstand etwa eine Bohrung oder einen Spalt oder etwas Ähnliches anbringt, worin sich ein Stift oder eine Platte oder etwas Ähnliches bewegen kann, wobei man die Zwischenräume zwischen der Bohrung und dem Stift usw. mit der schmelzbaren Masse ausfüllt. Auf den Stift usw. wirkt wiederum eine Kraft, die einen damit verbundenen Schalter zu betätigen versucht.The principle of such a switch can also be implemented in a very simple manner in that one on or in the object to be checked, for example a hole or a gap or something similar attaches, in which a pin or a plate or something similar can move, whereby the gaps between the hole and the pin, etc. fills with the fusible mass. On the pen etc. in turn a force acts that tries to operate a switch connected to it.

Durch nicht ganz horizontale Lagerung des Rohres lassen sich auch Schalterstellungen realisieren, in denen unabhängig von der Temperatur der Strom dauernd ein- oder dauernd ausgeschaltet ist, d. h., die Vorrichtung läßt sich zwanglos auch als eigentlicher, handbetätigter Schalter verwenden.By not completely horizontal positioning of the pipe, switch positions can also be realized, in where the current is permanently switched on or off, regardless of the temperature, d. h., the The device can also be used as an actual, manually operated switch.

Um die Ansprechbarkeit des Schutzschalters zu erhöhen oder zu vermindern, ist es nur notwendig, seine Wärmekapazität zu vergrößern oder zu verkleinern oder die Erwärmung durch eine Zusatzheizung zu unterstützen oder durch Kühlung zu hemmen.To increase or decrease the responsiveness of the circuit breaker, it is only necessary to change its To increase or decrease the heat capacity or to increase the heating by means of additional heating support or inhibit by cooling.

Claims

Patent claims:

1. Electrical temperature switch in which electrical contacts are wholly or partially in insulating media are embedded and act on the directional forces that counteract the resistance try to push the medium into the »off« or »on« position, characterized by that the contact surfaces themselves are not touched by the medium, for example because the Switch as a whole · - for example a mercury switch ■ - hermetically sealed in the Mass is embedded.

2. Device according to claim 1, characterized in that that gravity is used as the moving force.

3. · Device according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the switch after sufficient solidification of the mass by turning the The vessel can be brought back into the "on" or "off" S division.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that in addition to this "on" - and "Off" position still indifferent positions are provided in which the switch either "On" regardless of the temperature - or "Off" regardless of the temperature is.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the various positions be characterized by notches or pointer positions or a signal or some other identifier.

6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that one in or around the vessel Additional heating is provided, which has the effect that the responsiveness of the switch is increased is, or that cooling devices are provided which cause the responsiveness of the switch becomes smaller.

7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that in or on the object, whose temperature is to be controlled, parts are attached along which others are Then move parts and flip a switch if they are somehow stuck to the part or meltable agents stored in between become less viscous due to an increase in temperature became.

Considered publications:
German Patent Nos. 467 284, 376 844, 977, 923 025;

Swiss patents No. 136 163, 89 885; British Patent No. 357 316.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings