DE1170548B

DE1170548B - Bimetal relay

Info

Publication number: DE1170548B
Application number: DEL40555A
Authority: DE
Inventors: Paul Nauer
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1961-11-08
Filing date: 1961-11-27
Publication date: 1964-05-21
Also published as: CH397087A; GB979180A; US3204064A; US3207872A; NL121140C; NL282262A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: HOIhBoarding school Kl .: HOIh

Deutsche KL: 21g-4/04 German KL: 21g -4/04

Nummer: 1 170 548Number: 1 170 548

Aktenzeichen: L 40555 VIII c / 21 gFile number: L 40555 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 27. November 1961 Filing date: November 27, 1961

Auslegetag: 21. Mai 1964Opening day: May 21, 1964

Es besteht für mancherlei Zwecke, z. B. für das Ein- und Ausschalten von Stellmotoren unstetiger Regler, das Bedürfnis nach einem robusten Relais mit elektrischen Kontakten, das mit verhältnismäßig kleinen Strömen bzw. Spannungen gesteuert werden kann. Man kann dies natürlich durch Vorschalten eines Verstärkers oder eines empfindlichen Steuerrelais erreichen. Solche Anordnungen haben aber nicht nur den Nachteil hoher Herstellungskosten, sondern auf Grund ihrer zahlreichen Bauelemente bzw. ihrer mechanischen Empfindlichkeit den Nachteil großer Störanfälligkeit.It exists for a variety of purposes, e.g. B. for switching on and off servomotors discontinuous Regulator, the need for a robust relay with electrical contacts that is proportionate small currents or voltages can be controlled. You can of course do this by connecting it upstream an amplifier or a sensitive control relay. But have such arrangements not only the disadvantage of high manufacturing costs, but because of their numerous components or their mechanical sensitivity the disadvantage of great susceptibility to failure.

Der Nachteil einer besonderen Vorstufe zur Verstärkung der verfügbaren Steuerspannungen läßt sich in bekannter Weise durch Verwendung eines Bimetallrelais vermeiden, bei dem die Kontaktbetätigung durch mindestens ein Bimetall erfolgt, dessen Temperatur in Abhängigkeit von dem Steuerstrom beeinflußt wird. Zu diesem Zweck ist ein von einem konstanten Strom durchflossener Heizwiderstand vorgesehen, und der von diesem Heizwiderstand auf das Bimetall übergehende Wärmestrom hängt von der Stellung eines Steuerorgans ab, das an dem beweglichen Teil eines von dem Steuerstrom durchflossenen Meßwerks befestigt ist und somit nach Maßgäbe des Steuerstromes verstellt wird.The disadvantage of a special preliminary stage for amplifying the available control voltages can be Avoid in a known manner by using a bimetal relay in which the contact actuation takes place by at least one bimetal whose temperature is influenced as a function of the control current will. A heating resistor through which a constant current flows is provided for this purpose, and the heat flow transferred from this heating resistor to the bimetal depends on the Position of a control member from which the control current flows on the movable part Measuring mechanism is attached and is thus adjusted according to Maßgäbe of the control current.

Bei einem bekannten Bimetallrelais dieser Art ist das verstellbare Steuerorgan als Blende zwischen dem feststehenden Heizwiderstand und einem oder mehreren Bimetallen ausgebildet. Dieser Anordnung liegt der Gedanke zugrunde, das betreffende Bimetall gegen die von dem Heizwiderstand ausgehende Wärmestrahlung je nach Stellung der Blende in der gleichen Weise mehr oder weniger abzuschirmen, wie das bei dem auf eine Fotozelle fallenden Lichtstrom möglich ist. Eine in den Strahlengang einer Wärmestrahlung gebrachte Blende absorbiert aber stets einen beträchtlichen Teil der Strahlungsenergie und erwärmt sich dabei selbst so weit, daß sie nun ihrerseits als Wärmestrahlungsquelle wirkt, d.h. die ursprüngliche Wärmestrahlung, wenn auch mit einer gewissen Zeitverzögerung und vielleicht mit einer etwas vergrößerten Wellenlänge, an das abzuschirmende Bimetall weitergibt. Die Blende verliert also nach einiger Zeit an Schirmwirkung, und es besteht zwischen Steuerstrom und Kontaktbetätigung kein eindeutiger Zusammenhang.In a known bimetal relay of this type, the adjustable control element is used as a diaphragm between the fixed heating resistor and one or more bimetals. This arrangement lies the idea is based on the bimetal in question against the one emanating from the heating resistor Shielding heat radiation more or less in the same way, depending on the position of the panel, as is possible with the luminous flux falling on a photocell. One in the beam path of one The screen brought by thermal radiation always absorbs a considerable part of the radiant energy and thereby heats itself up to such an extent that it in turn acts as a source of heat radiation, i.e. the original thermal radiation, albeit with a certain time delay and perhaps with a slightly increased wavelength, passes on to the bimetal to be shielded. So the aperture loses after some time the shielding effect and there is no between control current and contact actuation clear connection.

Dieser schwerwiegende Nachteil wird bei dem Bimetallrelais gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß das Steuerorgan als Heiz- oder Kühlkörper ausgebildet und in solcher Richtung bewegbar ist, daß von seiner Stellung sein für den Wärmeübergang BimetallrelaisThis serious disadvantage is avoided in the bimetal relay according to the invention, that the control member is designed as a heating or cooling body and is movable in such a direction that its position for the heat transfer bimetal relay

Anmelder:Applicant:

Landis & Gyr A. G., Zug (Schweiz)Landis & Gyr A. G., Zug (Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. A. Schulze, Patentanwalt,Dr.-Ing. A. Schulze, patent attorney,

Berlin 31, Jenaer Str. 13/14Berlin 31, Jenaer Str. 13/14

Als Erfinder benannt:
Paul Nauer, Zug (Schweiz)Named as inventor:
Paul Nauer, Zug (Switzerland)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Schweiz vom 8. November 1961 (12 942)Switzerland of November 8, 1961 (12 942)

zwischen ihm und dem Bimetall maßgebender Abstand von dem Bimetall abhängt.between him and the bimetal the decisive distance depends on the bimetal.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Bimetallrelais gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigtTwo exemplary embodiments of the bimetal relay according to the invention are shown schematically in the drawing shown. It shows

F i g. 1 ein Bimetallrelais für einen Reglerstellmotor, bei welchem das bewegbar gelagerte Steuerorgan als Heizfahne ausgebildet und ein elektrisches Meßorgan vorgesehen ist, daß aus einer geradlinig bewegbaren Spule besteht, in räumlicher Ansicht undF i g. 1 a bimetal relay for a regulator servomotor, in which the movably mounted control element designed as a heating element and an electrical measuring element is provided that a straight line movable coil consists, in spatial view and

F i g. 2 ein Bimetallrelais, bei welchem das bewegbare Organ als Kühlfahne ausgebildet ist, in einem Ausschnitt einer Seitenansicht.F i g. 2 a bimetal relay, in which the movable member is designed as a cooling vane, in one Detail of a side view.

In der Fig. 1 sind zwischen zwei Kontakten 1 und 2 zwei als Kontaktträger dienende Bimetalle 3 und 4 derart zueinander angeordnet, daß ihre Seiten mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten außen liegen. Die Bimetalle 3 und 4 sind mittels einer Traverse 5 miteinander mechanisch gekoppelt, so daß Änderungen der Umgebungstemperatur keinen Einfluß auf die Lage der Bimetalle 3 und 4 haben, und sie sind mit Kontakten 6 bzw. 7 versehen, welche alternativ mit den Kontakten 1 und 2 zusammenarbeiten und so zwei Bimetallkontakteinrichtungen bilden. Die Traverse 5, welche die Bimetalle 3 und 4 etwa in der Höhe der beiden Kontakte 6 und 7 miteinander verbindet, dient als Distanzstück und gewährleistet, daß die Kontakte 6 und 7 unabhängig von der Temperatur der Bimetalle 3 und 4 immer den gleichen Abstand voneinander haben. Die Kontakte 1 und 2 sind auf normalen Kontaktfedern angeordnet, wodurch eine reibende Kontaktgabe gewährleistet ist. Die beiden aus den Kontakten 1 und 6 bzw. 2 und 7In FIG. 1, two bimetals 3 serving as contact carriers are between two contacts 1 and 2 and 4 are arranged to one another in such a way that their sides with the greater coefficient of expansion are on the outside lie. The bimetals 3 and 4 are mechanically coupled to one another by means of a cross member 5, so that Changes in the ambient temperature have no effect on the position of the bimetals 3 and 4, and they are provided with contacts 6 and 7, which alternatively work together with contacts 1 and 2 and thus form two bimetal contact devices. The traverse 5, which the bimetals 3 and 4 connects to each other approximately at the height of the two contacts 6 and 7, serves as a spacer and ensures that the contacts 6 and 7 are always the same regardless of the temperature of the bimetals 3 and 4 Have a distance from each other. Contacts 1 and 2 are arranged on normal contact springs, whereby a frictional contact is guaranteed. The two from contacts 1 and 6 or 2 and 7

409 590/329409 590/329

gebildeten Schalter liegen beispielsweise im Stromkreis 8 eines Reglerstellmotors 9.The switches formed are, for example, in the circuit 8 of a controller servomotor 9.

Zwischen den beiden Bimetallen 3 und 4 ist als gegenüber den letzteren in Pfeilrichtung bewegbar gelagertes Steuerorgan eine Heizfahne 10 angeordnet, welche mit einer Heizspule 11 ausgerüstet ist, die durch Zuleitungen 12 und 13 von einer Stromquelle 14 Spannung erhält. Die Zuleitungen 12 und 13 dienen zugleich der später noch näher zu beschreibenden Lagerung der Heizfahne 10.Between the two bimetals 3 and 4 can be moved in the direction of the arrow as compared to the latter mounted control member a heating element 10 is arranged, which is equipped with a heating coil 11, the through leads 12 and 13 from a power source 14 receives voltage. The leads 12 and 13 serve at the same time for mounting the heating lug 10, which will be described in more detail later.

Die Ausbildung und Anordnung der Heizfahne 10 ist derart, daß die beiden Bimetalle 3 und 4 von der bewegbaren Heizfahne 10 auf den gleichen Temperaturwert aufgeheizt werden, wenn die Heizfahne 10The design and arrangement of the heating element 10 is such that the two bimetals 3 and 4 of the movable heating element 10 are heated to the same temperature value when the heating element 10

ter 1/6 geschlossen und infolgedessen der Reglerstellmotor 9 umgepolt, so daß er jetzt in der entgegengesetzten Drehrichtung anläuft.ter 1/6 closed and as a result the controller servomotor 9 reversed, so that it is now in the opposite Direction of rotation starts.

Die Bimetalle 3 und 4 können auch derart zueinander angeordnet sein, daß ihre Seiten mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten innen, also einander zugekehrt liegen. Die zuvor beschriebene Anordnung, bei welcher die Seiten mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten außen, also voneinander abgekehrt liegen, ist aber besonders günstig, und zwar deshalb, weil sich bei der Auslenkung der Heizfahne 10 das von ihr stärker aufgeheizte Bimetall gegen die Heizfahne 10 hin biegt und deshalb noch erheblich stärker aufgeheizt wird, was eine Beschleunigung derThe bimetals 3 and 4 can also be arranged to one another in such a way that their sides with the larger Coefficients of expansion inside, ie facing each other. The arrangement described above, in which the sides with the greater coefficient of expansion face away from each other lie, but is particularly favorable, because the deflection of the heating element 10 the bimetal, which is more heated by it, bends against the heating element 10 and therefore still considerably is heated up more, which accelerates the

g ggg gg

sich in ihrer Mittellage zwischen den beiden Bi- 15 Ausbiegebewegung des Bimetallsystems 3/4/5 und sometallen 3 und 4 befindet. In dieser Lage, die in der mit auch eine Beschleunigung der Kontaktbewegung, F i g. 1 dargestellt ist, sind die beiden aus den Kon- d. h. eine störungsfreie Kontaktabgabe, zur Folge hat. takten 1 und 6 bzw. 2 und 7 gebildeten Schalter ge- Umgekehrt wird hier aber auch eine in günstiger öffnet, d. h., der Reglerstellmotor 9 ist ohne Span- Weise beschleunigte Kontaktöffnung erzielt, weil sich nung und steht still. Findet jedoch eine seitliche Aus- 20 bei der Zurückbewegung der Heizfahne 10 gegen die lenkung der Heizfahne 10 aus der Mittellage nach Mittellage hin das zuvor stärker aufgeheizte Bimetall rechts oder links statt, so bewirkt diese Auslenkung gleichzeitig in Richtung auf seine Ausgangsform hin, eine unterschiedliche Aufheizung der beiden Bi- d. h. von der Heizfahne 10 weg, biegt, so daß sich metalle 3 und 4, und je nachdem, in welcher Rieh- das Bimetallsystem 3/4/5 und damit auch der bewegtung die Heizfahne 10 ausgelenkt wurde, wird durch 25 bare Kontakt aus seiner Schließstellung mit wacheine entsprechende Formänderung des Bimetall- sender Geschwindigkeit vom feststehenden Gegenin their central position between the two 15 bending movements of the bimetallic system 3/4/5 and sometallen 3 and 4 is located. In this position, which in the with also an acceleration of the contact movement, F i g. 1 is shown, the two from the cond. H. a trouble-free contact. clocks 1 and 6 or 2 and 7 formed switches opens, d. That is, the regulator servomotor 9 is achieved without chip-wise accelerated contact opening because and stands still. However, there is a lateral extension 20 when the heating element 10 moves back against the Steering the heating element 10 from the central position to the central position, the previously more heated bimetal instead of right or left, this deflection simultaneously causes it to move towards its original shape, a different heating of the two Bi- d. H. away from the heating element 10, bends so that metals 3 and 4, and depending on which rieh- the bimetallic system 3/4/5 and thus also the movement the heating element 10 has been deflected, is activated by bare contact from its closed position with wacheine corresponding change in shape of the bimetal transmitter speed from the stationary counterpart

systems 3/4/5 einer der beiden Schalter 1/6 und 2/7 geschlossen, so daß dementsprechend der Reglerstellmotor 9 in der einen oder der anderen Drehrichtung anläuft.systems 3/4/5 one of the two switches 1/6 and 2/7 closed, so that the controller servomotor 9 starts up in one or the other direction of rotation.

Ein elektrisches Meßorgan 15 besteht aus einer als Flachspule ausgebildeten Spule 16, welche zwischen zwei permanenten U-Magneten 17 und 18 im Sinne der Richtungspfeile annähernd geradlinig bewegbarAn electrical measuring element 15 consists of a coil 16 designed as a flat coil, which between two permanent U-magnets 17 and 18 can be moved approximately in a straight line in the sense of the directional arrows

kontakt weg bewegt.contact moved away.

In der F i g. 2 ist eine andere Ausführung des Bimetallrelais in einem Ausschnitt gezeigt. Eine nicht beheizte Kühlfahne 23 ist zwischen zwei beheizten, durch eine Traverse 5 miteinander mechanisch gekoppelten Bimetallen 24 und 25 als bewegbar gelagertes Steuerorgan angeordnet. Die Kühlfahne 23 wird von einem nicht gezeichneten Meßorgan betätigtIn FIG. 2 shows another embodiment of the bimetal relay in a cutout. One not heated cooling flag 23 is between two heated, mechanically coupled to one another by a cross member 5 Bimetals 24 and 25 arranged as a movably mounted control member. The cooling vane 23 is operated by a measuring element not shown

angeordnet ist. Die Flachspule 16 ist mittels federnder 35 und kann von letzterem entsprechend den beiden Bändchen 19 und 20, welche zugleich als elektrische Richtungspfeilen ausgelenkt werden. Die nach innen Zuleitungen dienen, und den Zuleitungen 12, 13 gerichteten Seiten 26 und 27 der Bimetalle 24 und 25 hysteresefrei gelagert. Die Flachspule 16 ist beispiels- haben den größeren Ausdehnungskoeffizienten,
weise in eine Wheatstonesche Brücke 21 eingeschaltet, Kontakte 28,29 bzw. 30,31 bilden mit den beidenis arranged. The flat coil 16 is by means of resilient 35 and can be deflected by the latter in accordance with the two ribbons 19 and 20, which are also deflected as electrical directional arrows. The inward feed lines are used, and the feed lines 12, 13 facing sides 26 and 27 of the bimetals 24 and 25 are mounted in a hysteresis-free manner. The flat coil 16 is for example - have the larger expansion coefficient,
wise switched into a Wheatstone bridge 21, contacts 28,29 and 30,31 form with the two

welche ein die Meßgröße erfassendes Meßglied 22, 40 Bimetallen 24 und 25 zwei Bimetallkontakteinrichz.B. einen temperaturempfindlichen Widerstand, ent- tungen wie bei der Ausführung gemäß der Fig. 1.
hält. Durch die Zuleitungen 12 und 13 ist die Heizfahne 10 starr mit der Flachspule 16 verbunden, so
daß die Heizfahne 10 die annähernd linearen Auslenkbewegungen der Flachspule 16 mitmacht.which a measuring element detecting the measured variable 22, 40 bimetals 24 and 25 two bimetallic contact devices, e.g. a temperature-sensitive resistor, as in the embodiment according to FIG. 1.
holds. The heating element 10 is rigidly connected to the flat coil 16 through the supply lines 12 and 13, see above
that the heating element 10 participates in the approximately linear deflection movements of the flat coil 16.

Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß der F i g. 1 ist folgende: Mit der Diagonalspannung der Wheatstoneschen Brücke 21 wird die Flachspule 16 beaufschlagt. Dadurch wird auf die im MagnetfeldThe mode of operation of the device according to FIG. 1 is as follows: With the diagonal tension of the Wheatstone bridge 21 is applied to the flat coil 16. This will act on the in the magnetic field

der U-Magnete 17 und 18 linear bewegbar gelagerte 50 28/29 und 30/31 sind geöffnet.
Flachspule 16 eine Kraft ausgeübt. Die Richtung Bewegt sich nun die Kühlfahne 23 beispielsweisethe U-magnets 17 and 18 linearly movably mounted 50 28/29 and 30/31 are open.
Flat coil 16 exerted a force. The direction of movement of the cooling vane 23 is now, for example

dieser Kraft und damit die Bewegungsrichtung der Flachspule 16 ist abhängig von der Stromrichtung.this force and thus the direction of movement of the flat coil 16 is dependent on the direction of the current.

Befindet sich die Kühlfahne 23 in ihrer Mittellage zwischen den beiden Bimetallen 24 und 25, dann entzieht sie den letzteren gleiche Wärmemengen, so daß die beiden auf die gleiche Temperatur beheizten Bimetalle 24 und 25 auf die gleiche Temperatur abgekühlt werden. Die beiden Bimetalle 24 und 25 haben dann ihre in der F i g. 2 gezeigte Ausgangsform, d. h. sie sind nicht gekrümmt, und die beiden SchalterIf the cooling vane 23 is in its central position between the two bimetals 24 and 25, then withdraws they give the latter the same amount of heat, so that the two bimetals heated to the same temperature 24 and 25 are cooled to the same temperature. The two bimetals 24 and 25 have then its in the fig. Output form shown in FIG. H. they are not curved, and the two switches

Zusammen mit der Flachspule 16 wird auch die Heiz-Together with the flat coil 16, the heating

nach rechts auf das Bimetall 25 hin, dann wird letzteres stärker gekühlt als das Bimetall 24. Dadurch krümmt sich das Bimetallsystem 24/5/25 nach linksto the right towards the bimetal 25, then the latter is cooled more strongly than the bimetal 24. As a result the bimetal system curves 24/5/25 to the left

fahne 10 zwischen den Bimetallen 3 und 4 in der 55 zum Kontakt 28 hin. Dabei wird der von den Koneinen bzw. in der anderen Richtung bewegt. Wenn takten 28/29 gebildete Schalter geschlossen. Bewegt sich nun die Heizfahne 10 beispielsweise nach links
gegen das Bimetall 3 hin bewegt, so ergibt sich beivane 10 between the bimetals 3 and 4 in the 55 towards the contact 28. In doing so, the one is moved by the cones or in the other direction. When clocks 28/29 formed switches closed. If the heating element 10 now moves, for example, to the left
moves towards the bimetal 3, it results in

den beiden Bimetallen 3 und 4 eine Temperaturdiffe-the two bimetals 3 and 4 a temperature difference

sich aber die Kühlfahne 23 nach links auf das Bimetall 24 hin, dann tritt eine entgegengesetzte Verbiegung des Bimetallsystems 24/5/25 ein, und derbut if the cooling lug 23 moves to the left towards the bimetal 24, an opposite bending occurs of the bimetal system 24/5/25, and the

renz, welche eine Auslenkung des Bimetallsystems 60 Schalter 30/31 wird geschlossen.
3/4/5 nach rechts zum Kontakt 2 hin bewirkt. Da- Die Bimetalle 24 und 25 könnten auch derart zu-renz, which is a deflection of the bimetallic system 60 switch 30/31 is closed.
3/4/5 to the right towards contact 2. The bimetals 24 and 25 could also be

durch wird der Schalter 2/7 geschlossen, und der einander angeordnet sein, daß ihre Seiten 26 und 27 Reglerstellmotor 9 läuft an, beispielsweise im Uhr- mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten außen, zeigerdrehsinne. Bewegt sich aber die Heizfahne 10 also voneinander abgekehrt liegen. Die in der F i g. 2 nach rechts, so ergibt sich beim Bimetallsystem 3/4 65 gezeigte Anordnung, bei welcher die Seiten 26 und 27 eine entgegengesetzte Temperaturdifferenz, welche mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten innen, eine Auslenkung des Bimetallsystems 3/4/5 nach links also einander zugekehrt liegen, ist aber im vorliegenzum Kontakt 1 hin bewirkt. Dadurch wird der Schal- den Fall besonders günstig, und zwar deshalb, weilthrough the switch 2/7 is closed, and the each other be arranged that their sides 26 and 27 Regulator servomotor 9 starts up, for example clockwise with the larger coefficient of expansion outside, pointer rotation. But if the heating element 10 moves so are facing away from each other. The in the F i g. 2 to the right, this results in the arrangement shown in the bimetal system 3/4 65, in which the sides 26 and 27 an opposite temperature difference, which with the larger coefficient of expansion inside, a deflection of the bimetallic system 3/4/5 to the left so face each other, but is present Contact 1 causes. This makes the scarf case particularly favorable, namely because

sich bei der Auslenkung der Kühlfahne 23 das von ihr stärker gekühlte Bimetall gegen die Kühlfahne 23 hin biegt und deshalb noch erheblich stärker abgekühlt wird, was eine Beschleunigung der Ausbiegebewegung des Bimetallsystems 24/5/25 und somit auch eine Beschleunigung der Kontaktbewegung, d. h. eine störungsfreie Kontaktgabe, zur Folge hat. Umgekehrt wird hier aber auch eine in günstiger Weise beschleunigte Kontaktöffnung erzielt, weil sich bei der Zurückbewegung der Kühlfahne 23 gegen die Mittellage hin das zuvor stärker gekühlte Bimetall gleichzeitig in Richtung auf seine Ausgangsform hin, d.h. von der Kühlfahne 23 weg, biegt, so daß sich das Bimetallsystem 24/5/25 und damit auch der bewegbare Kontakt aus seiner Schließstellung mit wachsender Geschwindigkeit vom feststehenden Gegenkontakt wegbewegt.during the deflection of the cooling vane 23 that of their more strongly cooled bimetal bends against the cooling lug 23 and therefore cooled down even more becomes what an acceleration of the flexing movement of the bimetal system 24/5/25 and thus also an acceleration of the contact movement, d. H. a trouble-free contact. Vice versa but here also a favorably accelerated contact opening is achieved because at the backward movement of the cooling vane 23 towards the central position the previously more strongly cooled bimetal at the same time in the direction of its original shape, i.e. away from the cooling lug 23, so that the Bimetal system 24/5/25 and thus also the movable contact from its closed position with increasing Speed moved away from the stationary mating contact.

Bei Verwendung eines als Kühlfahne ausgebildeten Steuerorganes ist also die Schließ- und Öffnungscharakteristik der Schalter besonders günstig, wenn die Bimetallseiten mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten einander zugekehrt angeordnet sind, während bei Verwendung eines als Heizfahne ausgebildeten Steuerorgans aus den gleichen physikalischen Gründen die Schaltcharakteristik besonders günstig ist, wenn die Bimetallseiten mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten voneinander abgekehrt angeordnet sind.When using a control element designed as a cooling vane, the closing and opening characteristics of the switches are particularly favorable if the bimetal sides with the larger expansion coefficient are arranged facing each other, while when using a control element designed as a heating element from the same physical The switching characteristics are particularly favorable if the bimetallic sides with the greater expansion coefficient are arranged facing away from each other.

Es sind auch andere konstruktive Ausführungsformen des Bimetallrelais möglich. So kann beispiels- weise das gegenüber den Bimetallen bewegbar gelagerte Steuerorgan derart ausgebildet sein, daß es aus zwei Heizfahnen besteht, welche außerhalb des Bimetallsystems links und rechts neben den Bimetallen angeordnet und mechanisch miteinander gekoppelt sind. Das Meßorgan bewegt hierbei das Heizsystem, wobei sich die eine Heizfahne dem einen Bimetall nähert und sich zugleich die andere Heizfahne von dem anderen Bimetall entfernt. Auf entsprechende Weise könnte man auch ein aus zwei miteinander mechanisch gekoppelten Kühlfahnen gebildetes, bewegbar gelagertes Steuerorgan verwenden. An Stelle von zwei Bimetallkontakteinrichtungen können auch mehrere oder es kann auch nur eine einzige Bimetallkontakteinrichtung vorgesehen sein, und an Stelle eines Reglerstellmotors können auch andere Einrichtungen gesteuert werden. Das beschriebene Bimetallrelais kann außer von der Meßgröße auch zusätzlich durch eine Rückführeinrichtung beeinflußt sein.Other constructive embodiments of the bimetal relay are also possible. For example, wise the control member, which is movably mounted with respect to the bimetals, is designed such that it consists of two heating flags, which are outside of the bimetal system to the left and right of the bimetallic elements are arranged and mechanically coupled to one another. The measuring organ moves this Heating system, with one heating element approaching one bimetal and the other heating element at the same time away from the other bimetal. In a corresponding way, one could also be one of two with one another Use movably mounted control member formed by mechanically coupled cooling vanes. Instead of two bimetallic contact devices, several or only one can be used only bimetallic contact device can be provided, and instead of a controller servomotor can also other facilities are controlled. The described bimetallic relay can also depend on the measured variable also be influenced by a feedback device.

Die beschriebenen Ausführungen des Bimetallrelais lassen sich in vorteilhafter Weise auch bei anderen Meßorganen anwenden. So kann beispielsweise das Meßorgan als Drehspulinstrument ausgeführt sein, bei welchem die Spule drehbar gegen eine federnde Rückstellkraft im Magnetfeld eines permanenten Magneten gelagert ist. Die Spule des Meßorgans kann statt einer einzigen Wicklung auch mehrere Wicklungen aufweisen zwecks Addition bzw. Subtraktion von elektrischen Größen.The described embodiments of the bimetal relay can also be used in an advantageous manner with others Use measuring devices. For example, the measuring element can be designed as a moving-coil instrument, in which the coil rotates against a resilient restoring force in the magnetic field of a permanent Magnet is stored. The coil of the measuring element can also have several windings instead of a single winding have for the purpose of addition or subtraction of electrical quantities.

Zwischen dem Meßorgan und dem gegenüber den Bimetallen bewegbar gelagerten Steuerorgan kann ferner eine Hebelübersetzung vorgesehen sein, durch welche die Auslenkbewegung des Meßorgans bei der Übertragung auf das Steuerorgan nach Weg und Geschwindigkeit vergrößert wird. Diese Hebelübersetzung, welche bei einem als Meßorgan dienenden Drehspulinstrument unter Anwendung des Prinzips des einarmigen Hebels besonders leicht verwirklicht werden kann, vergrößert die Empfindlichkeit des Bimetallrelais. Can between the measuring element and the control element movably mounted with respect to the bimetals Furthermore, a lever transmission can be provided through which the deflection movement of the measuring element in the Transmission to the control organ according to the path and speed is increased. This leverage, which in a moving-coil instrument serving as a measuring element using the principle the one-armed lever can be implemented particularly easily, increases the sensitivity of the bimetal relay.

Als Meßorgan kann auch ein beliebiges anderes permanentdynamisches System, beispielsweise mit einer Tauchspule, dienen, und es können auch elektrodynamische, mechanische, z. B. Haarhygrometer, oder thermische Systeme als Meßorgan dienen.Any other permanent dynamic system, for example with a moving coil, and it can also electrodynamic, mechanical, z. B. Hair hygrometer, or thermal systems serve as a measuring device.

Das Bimetallrelais gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß mit ihm auf einfache, billige und betriebssichere Weise mit kleinen Meßgrößen robuste Kontakte mit großem Kontaktdruck betätigt werden können. Es zeichnet sich dadurch aus, daß von der Eingangsgröße lediglich ein kleines, leichtes und reibungsarm gelagertes Steuerorgan von sehr geringer Massenträgheit bewegt werden muß, wozu nur sehr geringe Kräfte erforderlich sind. Der notwendige Kontaktdruck wird von den Bimetallen erzeugt, so daß das beschriebene System gewissermaßen wie ein einfaches »Servosystem« wirkt, bei welchem von der Eingangsgröße lediglich die sehr kleinen Kräfte, z. B. etwa 0,1 g, zur linearen Verschiebung der als bewegbar gelagertes Steuerorgan dienenden Heiz- bzw. Kühlfahne aufgebracht werden müssen und bei welchem trotzdem eine um ein Vielfaches größere Kontaktkraft, z. B. etwa 10 g, bei reibender Kontaktgabe erzielt wird.The bimetal relay according to the invention has the advantage that it is simple, cheap and reliable Way, robust contacts with high contact pressure can be actuated with small measured quantities can. It is characterized by the fact that only a small, light and low-friction input variable stored control member of very low inertia must be moved, including only very low forces are required. The necessary contact pressure is generated by the bimetals, see above that the system described acts as it were like a simple "servo system" in which of the Input variable only the very small forces, z. B. about 0.1 g, for the linear displacement of the as movable stored control element serving heating or cooling vane must be applied and in which nevertheless a contact force that is many times greater, e.g. B. about 10 g, with rubbing contact is achieved.

Claims

Patent claims:

1. Bimetal relay with at least one contact actuated by a bimetal, one of constant Current flowing through the heating resistor and a movable by a measuring mechanism control member, of the position of the Heating resistance depends on the heat flow transferred to the bimetal, characterized in that that the control member is designed as a heating or cooling body (10 or 23) and in relation on the bimetal (3, 4 or 24, 26 or 25, 27) can be moved in such a direction that of its position its decisive distance for the heat transfer between it and the bimetal depends on the bimetal.

2. bimetal relay according to claim 1, characterized in that when the control member is formed the heating resistor is attached to the bimetal (24, 26 or 25, 27) as a heat sink (23) is that he is in constant thermal contact with this.

3. bimetal relay according to claim 1 or 2, characterized in that the bimetal (3, 4 or 24, 26 or 25, 27) with respect to the direction of movement of the control member (10 or 23) so is arranged that the heat transfer between the control member and the bimetal decisive distance between these two parts also depends on the respective deflection of the bimetal.

4. bimetal relay according to claim 3, characterized in that the bimetal (24, 26 or 25, 27) the control element (23) faces its side (26 or 27) with the larger expansion coefficient.

5. bimetal relay according to claim 3, characterized in that the bimetal (3 or 4) the Control element (10) turns its side with the smaller expansion coefficient.

6. bimetal relay according to claim 1 or one of the following claims, characterized in that that the control member (10 or 23) clamped between two parallel side by side, in acting in opposite directions and at their free ends by a coupling piece (5) bimetals (3 and 4 or 24, 26 and 25, 27) is movable in such a way that the distances between the two bimetals from the control element at change its adjustment in opposite directions.

7. bimetal relay according to claim 1 or one of the following claims, characterized

net that the measuring mechanism moving the control element (10 or 23) has two permanent magnets (17, 18) which, with unequal poles facing each other, form two air gaps, in which the two coil sides of a flat one held by leaf springs (12, 13, 19, 20) Coil (16) transversely to the direction of the line of force of the magnetic air gap field approximately in a straight line are movable.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2744178.

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