DE1092546B

DE1092546B - Vorrichtung zur UEbertragung der Bewegung eines Thermobimetalls auf ein Schaltglied

Info

Publication number: DE1092546B
Application number: DEV15863A
Authority: DE
Inventors: Hans Kummer
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1959-01-30
Filing date: 1959-01-30
Publication date: 1960-11-10

Description

DEUTSCHES

Bei den bisherigen Bimetallrelaisanordnungen bestand die Schwierigkeit, innerhalb der verschiedenen Auslösebereiche einen ausreichenden Betätigungsweg z. B. für einen Kontaktöffner oder Schließer zu erreichen. Es war daher erforderlich, eine genaue Justierung der Geräte vorzunehmen, um zu erreichen, daß in zulässigen Strombereichen eine Beeinflussung des Schaltgliedes nicht erfolgt, während bei dem Ansteigen des Stromes bis zu dem Wert, bei welchem das Gerät abschalten soll, eine vollständige Kontakt-Öffnung erzielt wird. Insbesondere bei einem Schnappschaltmechanismus ist ein genaues Einstellen erforderlich, da der Vorspannweg des Schnappgliedes im Vergleich zu dem Ausbiegeweg der üblichen Bimetalllängen groß ist. Es darf daher nicht der Fall eintreten, daß das unbelastete Bimetall bereits ein Vorspannen des Schnappgliedes bewirkt, um bei seiner maximalen Ausbiegung über den Totpunkt des Schnappgliedes zu kommen. Dies hätte zur Folge, daß von vornherein der maximal gegebene Kontaktdruck nicht erzielt und der Kontaktdruck schon vor Erreichung des Ansprechwertes auf Null absinken würde, was ein Verschmoren der Kontakte zur Folge hätte.

Nach der Erfindung wird eine besondere Art der Übersetzung des Ausbiegeweges des Bimetalls vorgeschlagen, durch welche die aufgezeigten Nachteile vermieden werden. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Übertragung der Bewegung eines Thermobimetalls auf ein Schaltglied durch ein Bandsystem mit drei Kraftangriffs- bzw. Kraftwirkungspunkten und bezweckt, neben einer Übersetzung des Bimetallweges auf etwa das Fünf- bis Achtfache eine vorteilhafte Ausführung eines Bimetallrelais zu schaffen. Der Betätigungsweg des Schaltgliedes ist nun in jedem Fall ausreichend, so daß eine genaue Justierung nicht erforderlich ist oder nur für eine Endstellung des Relais vorgenommen zu werden braucht. Einen großen Vorteil ergibt dies bei der Anwendung von Schnappschaltern, bei denen jetzt das mittelbar durch das Bimetall bewegte Glied einen genügenden Abstand vom Schnappglied aufweisen kann, da der Betätigungsweg nun mit Sicherheit ausreicht, um das Schnappglied über den Totpunkt zu bewegen. Eine Beeinflussung des Kontaktdruckes von Schnappschaltern durch eine geringfügige Ausbiegung des Thermobimetalls ist also ausgeschlossen.

Erfindungsgemäß ist ein außenliegender Punkt des Bandsystems als Festpunkt vorgesehen, und die beiden anderen Punkte sind auf zwei senkrecht zueinander stehenden Geraden beweglich, wobei der dem Festpunkt gegenüberliegende Punkt über eine Temperaturkompensationseinrichtung und/oder eine Strombereichseinstellvorrichtung mit dem Bimetall und der mittlere Punkt mit dem Schnappglied zusammenwirkt.

Vorrichtung zur Übertragung

der Bewegung eines Thermobimetalls

auf ein Schaltglied

Anmelder:

Continental Elektroindustrie

Aktiengesellschaft Voigt & Haeffner,

Frankfurt/M., Hanauer Landstr. 142-172

Hans Kummer, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

Es ist eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei welcher ein Hitzdraht, dessen Längenänderung für eine Schaltbewegung ausgenutzt wird, ebenfalls drei Kraftwirkungspunkte aufweist. Von diesen sind jedoch die beiden außenliegenden Punkte fest, und lediglich an den dritten Punkt ist das Schaltglied über eine Stange angelenkt. Es ist daher bei dieser Anordnung nicht in einfacher Weise möglich, eine Kompensationseinrichtung und eine Strombereichseinstellung vorzusehen. Durch die räumliche Trennung des Thermobimetalls von dem Bandsystem, bei dem also ein außenliegender Punkt fest und die beiden anderen Punkte auf zwei senkrecht zueinander stehenden Geraden beweglich sind, ist es möglich, in vorteilhafter Weise die zweckmäßigen Einrichtungen für eine Temperaturkompensation und eine Strombereichseinstellung zwischen dem Thermobimetall und dem Bandsystem vorzusehen. Ferner ist eine Anordnung bekanntgeworden, bei welcher das Bimetall auf eine Hebelanordnung einwirkt, wodurch ebenfalls eine Übersetzung des Ausbiegeweges erfolgt. Auf diese Weise läßt sich jedoch eine Übersetzung in einem solchen Maße wie bei dem Erfindungsgegenstand nicht erzielen. Mit dieser Anordnung kann durch Verstellen des Drehpunktes des Hebels der Auslöseweg verändert werden.

009 647/340

In vorteilhafter Weise erfolgt die Einwirkung des Arbeitsbimetalls auf das Bandsystem erst im letzten Teil seiner Bewegung, d. h. also, der Arbeitsbimetallstreifen läuft erst frei, bis er zum Anschlag an einen Stößel od. dgl. kommt. Der letzte Weg wird also für die Auslösung über das Bandsystem stark übersetzt, wodurch Einstellschwierigkeiten auf ein Minimum herabgesetzt sind.

Die Erfindung bietet die Möglichkeit, die Arbeitsund Kompensationsbimetalle kräftig auszubilden. Dies gewährleistet dadurch eine Kraftübertragung ohne wesentliche Eigenfederung. Dadurch wird auch die Anbringung einer indirekten Heizwicklung wesentlich begünstigt, da die Durchbiegung des Arbeitsbimetalls sehr gering ist. Eine Beeinflussung der Bimetallausbiegung durch die Heizwicklung tritt daher nicht ein.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die zwischen dem Arbeitsbimetall und dem Bändsystem vorgesehene Kompensationseinrichtung räumlich durch eine wärmeisolierende Trennwand von dem Arbeitsbimetall getrennt ist. Eine Aufheizung des Kompensationsbimetalls durch die Heizwicklung des Arbeitsbimetalls durch Strahlung oder Wärmeleitung ist daher nicht möglich. Eine vorteilhafte Konstruktion eines Bimetallrelais nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Arbeitsbimetall auf einen Stößel einwirkt, der über eine verstellbare axiale Kurvenscheibe einen einarmigen, das Kompensationsbimetall tragenden Hebel betätigt, wot>ei das Kompensationsbimetall auf einen zweiten mit einem Bandsystem verbunden Hebel einwirkt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Weise dargestellt.

Sämtliche Teile des Relais sind auf einer Tragplatte 1 angeordnet. Das Arbeitsbimetall 2 ist mit einer Heizwicklung 3 versehen und wirkt bei seiner Ausbiegung in Pfeilrichtung auf einen Stößel 4 ein, der axial verschiebbar in den Lagern 5 und 6 gehalten ist. Mit dem Stößel 4 ist eine Axialnockenscheibe 7 drehfest verbunden. Ferner befindet sich auf dem Stößel 4 ein mit Zähnen versehenes Einstellrädchen 8, auf das ein nicht dargestellter Rasthebel einwirkt.

Um die Achse 9 ist ein Hebel 10 drehbar gelagert, der mit seinem freien Ende an der Nockenscheibe 7 anliegt. Mit dem Hebel 10 fest verbunden ist ein Kompensationsbimetallstreifen 11, der an seinem freien Ende eine Stellschraube 12 trägt. Um die Achse 9 ist außerdem ein Hebel 13 gelagert, der jedoch mit dem Hebel 10 nicht kraftschlüssig verbunden ist. Auf den Hebel 13 kann die Stellschraube 12 des Kompensationsbimetalls 11 einwirken.

Mit dem der Achse 9 gegenüberliegenden Ende 14 ist der Hebel 13 mit einem Bandsystem 15 mit kleinem Ausdehnungskoeffizienten verbunden. Dieses Band 15 ist im Punkt 16 fest eingespannt. Es wirkt auf ein Schaltglied 17 ein, das wiederum einen um den Punkt 18 drehbar gelagerten Schaltarm 19 beeinflußt. Der Angriffspunkt des Bandes 15 am Schaltglied 17 ist mit 20 bezeichnet und besteht aus einem exzentrisch verstellbaren Bolzen zum Zweck der Feineinstellung des Kontaktöffnungsweges. Auf den Kontaktarm 19 wirkt eine Feder 21 im Öffnungssinne ein. Der Festkontakt 22 steht unter der Wirkung einer Druckfeder 23.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist nun wie folgt: Bei Ausbiegung des Arbeitsbimetalls 2 in Pfeilrichtung wird der Stößel 4 in Achsrichtung verschoben. Die Axialnockenscheibe 7 wirkt auf den Hebelarm 10 ein, der seine Bewegung auf das Kompensationsbimetall 11 überträgt. Dadurch wirkt die Stellschraube 12 auf den Hebel 13 ein, der dadurch in Pfeilrichtung nach rechts bewegt wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Bandsystems 15 wird nun der verhältnismäßig kurze Weg, den das Ende 14 des Hebels 13 zurücklegt, auf etwa den fünf- bis achtfachen Wert übersetzt. In der Zeichnung ist gestrichelt das Band 15 in der zweiten Stellung angedeutet. An dem Punkt 20 des Schaltgliedes 17 wird der bedeutend größere Weg erzeugt.

Zwischen dem mit der Heizwicklung 3 versehenen Arbeitsbimetall 2 und der Kompensationseinrichtung 11 ist eine wärmeisolierende Trennwand 24 vorgesehen. Das Kompensationsbimetall 11, das in üblicher Weise die Raumtemperatur kompensiert und sich in Pfeilrichtung bei Erwärmung ausbiegen kann, ist durch die Wand 24 vor der Aufheizung durch die Heizwicklung 3 des Arbeitsbimetalls 2 geschützt.

Weder die Wärmestrahlung der Heizwicklung 3 kann auf das Kompensationsbimetall 11 einwirken, noch kann durch Wärmeleitung eine Erwärmung des Bimetalls 11 erfolgen, da die Nockenscheibe 7 aus einem wärmeisolierenden Kunststoff hergestellt werden

as kann.

Die Axialnockenscheibe 7 dient zur Strombereichseinstellung, da bei deren Verdrehung, die durch die Einstellschraube 8 bewirkt wird, der Stößel 4 mehr oder weniger nah an das Arbeitsbimetall 2 herangeführt wird. Die Ausbiegung des Bimetalls 2 wird dann entsprechend früher oder später wirksam. Durch eine Schraube 25 ist eine weitere Justierung des Systems möglich. Der Einfachheit halber ist an Stelle eines Schnappschalters ein einfacher Schalter dargestellt. Die Einwirkung des Arbeitsbimetalls auf das Bandsystem, ob nun direkt oder indirekt, kann erst im letzten Teil seiner Bewegung erfolgen. Die Erfindung ist aber nicht an die im Ausführungsbeispiel dargestellten Übertragungsglieder zwischen dem Arbeitsbimetall 2 und dem Bandsystem 15 gebunden.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Übertragung der Bewegung eines Thermobimetalls auf ein Schaltglied durch ein Bandsystem mit drei Kraftangriffs- bzw. Kraftwirkungspunkten, dadurch gekennzeichnet, daß ein außenliegender Punkt (16) als Festpunkt vorgesehen ist und die beiden anderen Punkte (20,14) auf zwei senkrecht zueinander stehenden Geraden beweglich sind, wobei der dem Festpunkt (16) gegenüberliegende Punkt (14) über eine Temperaturkompensationseinrichtung (11) und/oder eine

Strombereichseinstellvorrichtung (7) mit dem Bimetall (2) und der mittlere Punkt (20) mit dem Schaltglied (17) zusammenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung des Arbeitsbimetalls (2) auf das Bandsystem (15) erst im letzten Teil seiner Bewegung erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsbimetall (11) in relativ großem Abstand vom Arbeitsbimetall (2) angeordnet und zwischen beiden zusätzlich eine wärmeisolierende Trennwand (24) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Punkt (20) des Bandsystems (15) von einem an dem betreffenden

Glied (17) angebrachten, exzentrisch verstellbaren Bolzen gebildet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsbimetall (2) mit einem Stößel (4) zusammenwirkt, der über eine verstellbare Axialkurvenscheibe (7) einen einarmigen Hebel (10) betätigt, an dem im rechten Winkel das Kompensationsbimetall (11) angeordnet ist, wobei das Kompensationsbimetall (11) auf einen zweiten, mit dem Bandsystem (15) verbundenen Hebel (13) einwirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 296 541; schweizerische Patentschrift Nr. 141 409.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen