DE1066109B - Thermostatisch betätigte BlmkvoTnch tung - Google Patents

Description

DEUTSCHES PATENTAMT

KL.74d 8/04

INTERNAT. KL. GOSf

S 53542 VIIId/74 ti

ANMELDETAGt 20.MAI1957

BEKANNTMACHUNG
DERANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCIIIUFT: 24. SEPTEMBER 1959

Die Erfindung befaßt sich mit einer neuen, gedrängt gebauten und einfachen, thermostatisch betätigten Blinkvorrichtung vom Relaistyp, die besonders vorteilhaft für Signalsysteme in Kraftfahrzeugen benutzbar ist.

Thermostatisch betätigte Schalter werden oft als.. »Blinker« verwendet, z. B. in Signallampcnkreisen für Kraftfahrzeuge. Der Betätigungsmechanismus enthält gewöhnlich ein wärmebewegliches Glied, wie z. B. einen Bimetallstreifen oder einen sich dehnenden Hochwiderstandsdraht. Das wärmebewegliche Glied bewirkt ein Schließen und öffnen der Blinkkontakte durch abwechselndes Aufheizen und Abkühlen.

Das Aufheizen des wärmebeweglichen Gliedes wird elektrisch bewirkt, etwa durch Einbau des Gliedes in den Betätigungskreis des Blinkers. In dem »Normalgeschlossen-Typ« des Blinkers liegt das wärmebewegliche Glied in Reihe mit den Hauptkontakten des Blinkers, so daß es erhitzt wird, wenn die Blinkerkontakte geschlossen sind. Wenn das wärmebewegliehe Glied genügend warm zum Öffnen der Kontakte geworden ist, unterbricht es so seinen eigenen Aufheizkreis und darauf kühlt es 'sich zum Wiederschließen der Kontakte ab.

In dem »Normaloffen-Typ« der Blinker liegt
Kreis mit hoher

Widerstandserhitzung

für

ein das

wärmebewegliche Glied im Nebenschluß zu den normal offenen Blinkerkontakten. Der Stromschluß in einem solchen Nebenschlußkreis ist nicht genügend, um die durch den Blinker gesteuerte Belastung wirksam zu verstärken; erst wenn das wärmebewegliche Glied bis zu einem vorbestimmten Wert aufgeheizt ist, schließt es die Blinkerkontakte und bildet so einen Nebenschluß mit niedrigem Widerstand um sich selbst. Darauf kühlt sich das Glied bis zur Wiederöffnung der Blinkerkontakte ab, und nun wiederholt sich der Zyklus.

■ Signalsysteme für Kraftfahrzeuge enthalten häufig auch Kontroll- bzw. Anzeigelampen, die synchron oder im Wechsel mit den Signallampen aufleuchten. Generell wird die Kontroll- bzw. Anzeigelampe durch den Anker eines Relais mit einer Arbeitswicklung gesteuert, deren Verstärkung durch den Blinker bewirkt wird. Bis jetzt sind solche kombinierte Blinkrelaisvorrichtungen verhältnismäßig unhandlich, kompliziert und teuer.

In den kürzlich ausgegebenen USA.-Patentschriften 2 706 227, 2 706 228 und 2 712 044 ist eine thermostatisch betätigte Schalt- bzw. Blinkvorrichtung dargestellt und beschrieben, die eine neuartige Schnappplatte aus elektrisch leitendem Material aufweist. Diese Platte ist mit einer ursprünglichen Biegung nach einer, geraden Linie versehen, die quer über die Platte geht, wobei in zwei oder mehreren getrennten Thermostatisch betätigte Blinkvorrichtung

Anmelder: ■·. ■

Signal-Stat Corporation, Brooklyn, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte, Frankfurt/M., Lichtensteinstr. 3

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 6. Juni 1955 ' ■

George Colombo, East Rockaway, N. Y.,

und Boris Orlov, Brooklyn, N. Y, (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

.2.

Abschnitten der Linie Schwächungen, oder Deformicrungen der Platte vorgesehen sind. Diese Abschnitte haben am inneren Ende Abstand vom Plattenmittelpunkt -und vorzugsweise auch am äußeren Ende vom Plattenrand. Soll eine solche Platte in einem Schnappschalter verwendet werden, z.B. zu Blinkzwecken, so wird sie durch eine besondere Kraft um eine andere Linie gebogen, die in einem Winkel zur ursprünglichen Biegungslinie steht, wobei die Kraft an den Enden der ursprünglichen Biegung angreift. Wenn diese Kraft dann nachläßt, schnappt die Platte wieder in die ursprüngliche Verformung zurück; der Vorgang erinnert stark an Kniehebelwirkung.

In einer so deformierten Platte entstehen elliptische Kraftlinien und Spannungszonen, die um die Mitte der Abstandsstrecke zwischen den beiden Teilen der ursprünglichen Deformierungslinie als Zentralpunkt orientiert sind. Wenn die Platte an einer Stelle dieser Kraftlinien (als Montagepunkt) gehalten oder befestigt wird, schwingt die Platte um diesen Montagepunkt. Es wird dabei die größtmögliche Kraft im Zi'titralpunkt ausgeübt, aber erhebliche Kräfte werden auch in den Teilen der Platte ausgeübt, die dem Montagepunkt gegenüber auf den Kraftlinien liegen.

Eine solche Platte kann wirksam in einem Schnappschalter benutzt werden, wenn die Platte durch Befestigen eines Hochwiderstandsdrahtes oder -Streifens an den Enden der ursprünglichen Biegelinie in der kraftdefonfiicrten Stellung zurückgehalten wird. Dieser Hochwiderstandsdraht bzw. -streifen hält die Platte durch Kraft in der verzerrten (anomalen) Lage um eine Linie gebogen zurück, die mit der ursprünglichen Biegelinie einen Winkel bildet. Wenn

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elektrischer Strom durch den Hochwiderstandsdraht fließt, erhitzt sich dieser und dehnt sich aus. Bei dieser Ausdehnung des Drahtes wird ein Maß erreicht, bei dem die Drahtspannung von der kinetischen Energie überwunden wird, die in der Platte durch deren Verbiegung, aus ihrer ursprünglichen Biegungslage aufgespeichert worden ist. In diesem Moment schnappt die Platte dann in. ihre ursprüngliche Biegungslage wieder zurück.

Eine solche Platte kann wirksam als Schalter verwendet werden, wenn man einen Kontakt auf ihr au einer Stelle anordnet, die vom befestigten Montagepunkt aus jenseits der Deformationslinie liegt. Wenn die Platte zurückschnappt (usf.) kommt der Kontaktpunkt mit einem Kontakt in und außer Berührung, der gegenüber dem Montagepurikt feststeht.

Die bereits erwähnte USA.-Patentschrift 2 706 228 beschäftigt sich insbesondere mit einem solchen Schnappschalter bzw. Blinkertyp, in welchem die Notwendigkeit eines Ballastwiderstandes im Blinkerkreis ausgeschaltet wird durch Befestigung eines besonderen, hitzcdehnsarnen und auf die Platte einwirkenden Drahtes an jedem Ende der Platte, und durch Herumwickeln eines elektrisch isolierten Hochwiderstandsgliedes um den genannten Plattenverformer, um letzteren zu erhitzen, wenn der Blinker angeregt wird.

Die vorliegende Erfindung verwendet eine solche bekannte Schnappplatte zur Schaffung eines neuen, relaisartig, thermostatisch arbeitenden Blinkers.

Die neue thermostatisch betätigte Blinkvorrichtung, insbesondere für Signalsysteme in Kraftfahrzeugen, die einen Relaiskern aus elektrisch leitendem; paramagnetischem Material hat, dessen Bewicklung in den Blinkpausen nicht vom Batteriestrom durchflossen wird und mit einem thermostatisch betätigten Schalt-. glied zusammenarbeitet, ist daher gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß als thermostatisch betätigtes Schaltglied ein an sich bekannter -elektrischer Wärmeschalter benutzt wird, der aus einer schnappenden, durch Vorverformung uneben gemachten, federnden Platte besteht, die durch Anzug eines temperaturabhängigen Spannglicdes in eine Raumform anderer Unebenheit überschnappt und bei Nachlassen dieses Anzuges zur ursprünglichen Unebenheit zurückschnappt.

Es ist schon eine Blinkvorrichtung bekanntgeworden, die mit einem elektromagnetischen Unterbrecher arbeitet; als Unterbrecher dient bei dieser bekannten Vorrichtung ein hitzdrahtgesteuerter Schaltanker. Dieser bekannte Lösungsweg für das der Erfindung zugrunde liegende Problem ergibt nicht die wesentlichen Fortschritte, die bei Anwendung einer Schnappplatte gegeben sind. Diese liegen darin, daß sich ohne weiteres ein großer Schnappweg und auch eine recht bedeutende Geschwindigkeit des Übergangs der Schnappplatte von der einen zur anderen Stellung ergibt. Daraus ergibt sich auch eine Erhöhung der Blinkfrequenz, also auffälligere Blinksignale.

Aus der Erläuterung der zeichnerisch dargestellten Beispiele gehen weitere Einzelheiten der Erfindung hervor.

■ . In den Fig. 1 bis 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 und 2 gegenüberliegende Seiten einer erfindungsgemäßen Blinkvorrichtung in Ansicht, das Gehäuse im Schnitt,

Fig. 3 und 4. die beiden andern Seitenansichten derselben Vorrichtung in gleicher Darstellungs\veise.

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Blinkvorrichtung mit weggenommenem Gehäuse,

Fig. 6 ein Schaltschema der Blinkvorrichtung für ein Signalisierungssystem an Kraftfahrzeugen.

Die in der Blinkvorrichtung befindliche Schnappplatte 10 und ihre wärmebewcglichen Betätigungsmittel sind im wesentlichen mit den korrespondierenden Gliedern in der USA.-Patentschrift 2 712 044 gleichartig. Die Platte wird vorzugsweise aus elektrisch leitendem Federmetall gefertigt, wobei der Federungsfaktor, die Steifheit, der Temperaturkocfiizient u. dgl. den gewünschten Schnappbedingungen gemäß zu wählen ist.

Um der Platte 10 eine Ausgangsform und die nötige Tiefe zum Funktionieren als eine Art Balken zu geben, wird die im wesentlichen als Rechteck dargestellte Platte entlang einer die Ecken 11 und 12 verbindenden Diagonale verformt bzw. geschwächt. Diese Verformung wird vorzugsweise durch geradliniges Herausdrücken eines Buckels entlang der Linie 11, 12 in zwei voneinander getrennten Partien 15 bewirkt.

Entsprechend den Buckeln 15, 15 werden die Abschnitte 13 und 14 der Platte an jeder Seite der Linie 11, 12 nach auhvärts gebogen, so daß die Platte die Form eines seichten V mit der Scheitellinie 11, 12 annimmt. Wenn an den Enden dieser Linie plattenbiegende Kräfte wirksam werden und die Größe dieser Kräfte gleich dem Bestreben dieser Platte ist, in ihrem augenblicklichen Zustand zu bleiben bzw. dieses Bestreben überwindet, so schnappt die Platte in eine neue Biege- oder A^erformungslage um, die ein anderes seichtes V mit Schcitcllinic nach der andern Diagonale 16, 17 bildet. Wenn die Kräfte an den Punkten 11 und 12 so weit abnehmen, daß sie von der in der Platte 10 durch die vorhergegangene Verdrehung gespeicherte Energie überwunden werden, schnappt die Platte in eine Biegelage nach der Linie 11, 12 zurück.

Mit polarisiertem Licht hergestellte Photographic!! einer durchscheinenden Platte solcher Art zeigen im unverändert gebliebenem Mittelgebiet der Platte Kraftlinien von elliptischer Bandform mit nach der Plattenmitte gerichteten-Radien,'wenn die Platte an einer dieser elliptischen Kraftlinien festgehalten oder

. gestützt wird, wobei die Kraftansetzpunkte für die Biegekräfte an den Eckenil. 12 der Platte in der Längsrichtung der Buckel 15 liegen. Auf diese Weise sind die Kräfte vom Mittelgebiet der Platte ferngehalten und zwischen zwei Punkten verteilt, die beide Abstand von der Plattenmitte haben. Dies verlängert stark die Benutzungszeit der Platte bis zum Eintritt von Müdigkeitserscheinungen in dem kraftbeanspruchten Abschnitt der Platte.

V.on den oben beschriebenen Erscheinungen wird bei der elektrischen und mechanischen Stützung der Platte 10 an einer solchen elliptischen Kraftlinie Gebrauch gemacht durch den elektrisch leitenden Metallkern 20 des Blinkvorrichtungsrelais und durch die ' elektrische sowie mechanische Befestigung eines Kontaktes 18 an der Platte 10, und zwar an dem Teil der Plattenbcfcstigungsfiäche, der durch die Linie 11, 12 von dem Plattcn-Montagepunkt getrennt ist.

Es ist nun ein indirekt beheiztes, bei Hitze sich ausdehnendes Glied 40 aus leitendem Metall an den abgebogenen Ecken 11, 12 der Platte. 10, diese zusammenzichend, durch Anlöten oder Punktschweißen der Enden des Gliedes 40 an der Platte 10 befestigt, wobei diese Befestigung dann an der Platte erfolgt, wenn diese um die Diagonale 16, 17 kraftverformt ist. Hierdurch wird, wenn das Glied 40 erhitzt wird und sich um ein bestimmtes Maß ausgedehnt hat, die

Claims (7)

■kiaiiiii, kinetische Energie in der Platte 10 die Oberhand über die Spannung des Gliedes 40 gewinnen und die Platte in ihre frühere, um die Diagonale 11, 12 gebogene Lage urrischnappen lassen. Das Glied 40 wird durch einen isolierten Hochwiderstandsdraht 45 aufgeheizt, der um das Glied gewickelt und an einem Ende mit ihm elektrisch verbunden ist. Der Relaiskern bzw. -rahmen 20 ist im allgemeinen flach und verhältnismäßig dünn, dabei aber starr und ist an der dielektrischen Grundplatte 30 der Blinkvorrichtung befestigt. Drei Kontaktstücke bzw. Klemmen 31. 32. 33 sind an der Unterfläche der Grundplatte 30, etwa' durch Nieten 31', 32', 33' befestigt, die durch die Grundplatte hindurchgehen und die abgebogenen Innenenden der Kontaktstücke mit der Grundplatte verbinden. Der Kern 20 besitzt einen abgebogenen Arm 21, der an dem Niet 32' angelötet oder angeschweißt ist und so die elektrische Verbindung zur Klemme 32 herstellt. Ein vom oberen Ende des Kernes 20 nach auswärts und dann nach aufwärts abgebogener Arm 22 hat elektrische und mechanische Verbindung mit der Platte 10. Ein von der- unteren Kante des Kernes 20 ausgehender, auswärts und dann aufwärts abgebogener anderer Arm 23 trägt eine isolierte Hülse 24, um die ein flacher Leiter 26 gewickelt ist, der einen Kontakt 27 trägt, der mit dem Plattenkontakt 18 Berührung bekommen kann. Die zentrale Partie, das ist der Rumpf 28, des Kernes 20 trägt die aus verhältnismäßig kräftigem, isoliertem Draht bestehende Relaiswicklung 25. Ein Ende dieser Wicklung ist mit dem Niet 31' verbunden, und ihr anderes Ende hat Verbindung mit dem Kontakt 27. Mit dem Niet 31' ist auch ein Ende der Hochwiderstandswicklung 45 verbunden. Arme 34,36, die vom Rumpf seitlich vorstehen, schaffen einen Luftschlitz im magnetischen Kreis des Kernes 20. Der obere Arm 34 hat einen leicht gebogenen vertikalen Vorsprung, mit dem eine dünne Blattfeder 3?" von leitendem Metall mechanisch und elektrisch verbunden ist. Die Feder 37 trägt einen leitenden paramagnetischen Anker 35, der quer zum Luftspalt steht und den unteren Arm 36 des Kernes überlappt. Die Biegung des Vorsprunges des Armes 34 läßt das freie Ende des Ankers 35 schräg vom Arm 36 wegstehen. Das freie Ende des Ankers 35 ist zu einem Kontakt 38 ausgebildet, der mit dem Niet 33' der Klemme 33 Berührung bekommen kann. Ein Anschlag 39 begrenzt die Auswärtsbeweguns; des Ankers 35. . Das Arbeiten der Vorrichtung läßt sich an Hand der Fig. 6 und der nachfolgenden Beschreibung erkennen. Die Einheit ist in einen geeigneten Behälter so eingebaut, daß die Klemme 31 mit der einen Seite einer geerdeten Batterie oder andersartigen Quelle elektrischer Energie 55 verbunden ist. während die Klemme 32 Verbindung mit dem Anker 51 des Wählschaltcrs 50 hat und die Klemme 33 mit der geerdeten Kontroll- oder Signallampe PL verbunden ist. Der Kontakt 52 des Schalters 50 ist mit den parallel liegenden geerdeten Signallampen SL, und der Kontakt 53 des Schalters 50 ist mit den parallel liegenden geerdeten Signallampen SL' verbunden. Wenn der Schalter 51 an einem der Kontakte 52 oder 53 anliegt, so ist ein erster Reihenkreis wie folgt geschlossen (vorausgesetzt, daß die betreffenden Signallampen leuchtfähig sind): Erde, Batterie 55, Klemme 31, Niet 31', Hochwiderstandsdraht 45, Glied 40, Platte 10, Arm 22, Kern 20, Arm 21, Niet 32', Klemme 32, Schalterarm 51, Kontakt 52, Lampen SL oder SL'. Infolge des Widerstandes des Drahtes 45 ist der durchfließende Strom nicht genügend, um die Lampen aufleuchten zu lassen. Der Draht 45 heizt das Heizglicd 40 auf. Letzteres dehnt sich aus und die Platte 10 schnappt um, wodurch ihr Kontakt 18 Berührung mit dem Relaisankerkontakt 27 bekommt. Die Berührung der Kontakte 18 und 27 vervollständigt, einen zweiten Reihenkreis (Nebenschlußdraht 45) wie folgt (vom Niet 31' aus): Relaiswicklung 25, Kontakte 27, 18, Platte 10, Kernarm 22 und nun wie vorher im ersten Reihenkreis beschrieben. Jetzt ist der durchfließende Strom genügend zum Aufleuchtenlassen der Lampen und Betätigen des Relais. Der Anker 35 wird zum Arm 36 gezogen und läßt den Kontakt 38 mit dem Niet 33' zusammentreffen, wodurch der Kreis für die Kontrollampe PL geschlossen wird, die nun im Synchronismus mit den Signallampen SL aufleuchtet. Jetzt kühlt sich das Glied 40 ab und zieht sich zusammen; die Platte 10 schnappt in die kraftverformte Stellung zurück und die Kontakte 18, 27 gehen auseinander, wodurch die Signallampen SL erlöschen und auch das Relais den Kreis der Kontrollampe PL unterbricht. Und nun wiederholt sich das Spiel. Wenn das Relais arbeitet, wird durch den Kern 20 eine magnetische Anziehung auf die Platte 10 ausgeübt, die dem Trennen der Kontakte 18, 27 widerstrebt. Wenn schließlich die Kraftwirkung des Gliedes 40 so angestiegen ist, daß sie die Oberhand über diese magnetische Anziehung gewinnt, erfolgt ein sehr ausgesprochenes (d.' h. plötzliches) Auseinanderschnappen der genannten Kontakte, das den Lichtbogen an diesen Kontakten mit seinen Wirkungen auf ein Mindestmaß beschränkt. Sollte einer der parallel liegenden Lampen schadhaft sein, so bleibt der in der Wicklung 25 fließende Strom ungenügend, um das Relais zu betätigen; die Kontrollampe 50 wird also nicht leuchten, wenn der Schalter 50 geschlossen wird. Dies gibt dem Beobachter ein Zeichen, daß die Signallampen nachgesehen werden müssen. Die dargestellte Ausführungsform ist nur als Beispiel aufzufassen. Der Rahmen der Erfindung schließt auch andere Ausführungsformen ein, soweit diese die Merkmale des Wesens der Erfindung aufweisen. Für die Unteransprüche wird ein selbständiger Schutz nicht beansprucht. P.v τ ε ν τ λ χ s ρ η Π c π E:

1. Thermostatisch betätigte Blinkvorrichtung, insbesondere für Signalsysteme in Kraftfahrzeugen, mit einem Relaiskern aus elektrisch leitendem, paramagnetischcm Material, dessen Bewicklung in den Blinkpausen nicht vom Batterie-Strom durchflössen wird und mit einem thermostatisch betätigten Schaltglied zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß als thermostatisch betätigtes Schaltglied (10) ein an sich bekannter elektrischer Wärmeschalter benutzt wird, der aus einer schnappenden, durch Vorverformung uneben gemachten, federnden Platte besteht, die durch Anzug eines temperaturabhängigen Spanngliedes in eine Raumform anderer Unebenheit überschnappt und bei Nachlassen dieses Anzuges zur ursprünglichen Unebenheit zurückschnappt.

2. Blinkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem thermostatisch betätigten Schaltglied (10) zusammenarbeitende Relaiskern (20) einen Luftspalt besitzt,· an dem, mit ihm elektrisch verbunden, ein Anker (35) be-

weglich montiert ist, der sich quer über den Luftspalt erstreckt und ihn schließt, wenn der durch die Relaiswicklung (25) fließende Strom ein festgelegtes Maß erreicht.

3. Blinkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaiskern (20) auf einer dielektrischen Grundplatte (30) befestigt ist.

4. Blinkvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaiskern (20) ein Rumpfstück, auf dem die Wicklung (25) liegt, und ein Paar von ihm ausgehender Arme (34, 36) besitzt, die den Luftspalt begrenzen, und daß der Anker (35) an einem (34) dieser Arme montiert ist, derart, daß er normal vom anderen Arm (36) Abstand hat.

5. Blinkvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (35) aus elektrisch leitendem, paramagnetischem Material besteht und mittels einer Blattfeder (37) an dem einen Arm (34) befestigt ist.

6. Blinkvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermostatischen Mittel zur Betätigung des Schaltgliedes (10) einen in der Hitze sich ausdehnenden, elektrisch leitenden Metallstreifen (40) enthalten, der an jedem Ende an dem Schaltglied (10) befestigt ist, normal dieses in der kraftverformten Stellung hält und von einem Hochwiderstandsleiter (45) aufgeheizt wird.

7. Blinkvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (10) an einem fixen Punkt des Relaiskernes (20) befestigt ist und an seiner freien Partie ein Kontaktmittel (18) besitzt, das mit einem Kernkontakt (27) in Berührung treten kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 721 623;
USA.-Patentschriften Nr. 2 706 227, 2 706 228, 712 044.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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