DE1228700B - Bimetal switch with normally closed contact - Google Patents

Bimetal switch with normally closed contact

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DE1228700B DED48355A DED0048355A DE1228700B DE 1228700 B DE1228700 B DE 1228700B DE D48355 A DED48355 A DE D48355A DE D0048355 A DED0048355 A DE D0048355A DE 1228700 B DE1228700 B DE 1228700B
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Holger V Vind
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

HOIhHOIh

Deutsche Kl.: 21c-40/05 German class: 21c-40/05

Nummer: 1228 700Number: 1228 700

Aktenzeichen: D 48355 VIII d/21 cFile number: D 48355 VIII d / 21 c

Anmeldetag: 5. Oktober 1965Filing date: October 5, 1965

Auslegetag: 17. November 1966Opening day: November 17, 1966

Bimetallschalter mit RuhekontaktBimetal switch with normally closed contact

Die Erfindung betrifft einen Bimetallschalter mit Ruhekontakt und Aufrechterhaltung der bei Stromfluß eintretenden Kontaktöffnung durch Glimmentladung. The invention relates to a bimetal switch with normally closed contact and maintenance of the current flow occurring contact opening by glow discharge.

Es ist ein Startschalter für eine elektrische Entladungslampe bekannt, die zwei feste Kontakte und einen beweglichen, von einem Bimetall getragenen Kontakt aufweist. Beim Einschalten der Lampe liegt der bewegliche an dem einen festen Kontakt (Ruhekontakt) an, während zwischen ihm und dem anderen festen Kontakt (Arbeitskontakt) eine Glimmentladung entsteht. Diese bewirkt durch Wärmeentwicklung, daß das Bimetall nach einiger Zeit derart auslenkt, daß der bewegliche Kontakt vom Ruhekontakt zum Arbeitskontakt überwechselt, worauf eine Glimmentladung zwischen dem Ruhekontakt und dem beweglichen Kontakt für die Aufrechterhaltung der zuletzt erwähnten Stellung sorgt.A start switch for an electric discharge lamp is known which has two fixed contacts and has a movable contact carried by a bimetal. When switching on the lamp lies the movable to the one fixed contact (break contact), while between him and the other fixed contact (working contact) a glow discharge occurs. This is caused by the development of heat, that the bimetal deflects after some time so that the movable contact from the break contact to Normally open contact changes, whereupon a glow discharge between the normally closed contact and the movable one Contact ensures that the last-mentioned position is maintained.

Ein solcher Schalter benötigt für seine Funktionsfähigkeit außer dem Ruhekontakt einen Arbeitskontakt nebst zugehöriger Schaltkreisauslegung. Ob die Glimmentladung mit Sicherheit einsetzt, um den Ruhekontakt zu öffnen, hängt von vielen Faktoren ab, darunter auch von Alterungserscheinungen.In order to function properly, such a switch requires, in addition to the normally closed contact, a normally open contact and the associated circuit layout. If the glow discharge with certainty sets in to open the normally closed contact depends on many factors including signs of aging.

Es sind ferner Bimetallschalter in einem ähnlichen Aufbau, jedoch ohne Ruhekontakt bekannt. Diese Schalter dienen zumeist als Zeitschalter. Auch bei ihnen muß die Glimmentladung durch das Anlegen einer entsprechend hohen Spannung gezündet werden. Bei einer ersten Art biegt sich der Bimetallschalter unter dem Einfluß der Glimmentladung gegen die andere Elektrode und schließt so nach einiger Zeit den Stromkreis. Bei einer anderen Art wird das Bimetall durch die Glimmentladung so weit nach außen gebogen, daß die Glimmentladung unterbrochen wird, alsdann kehrt das Bimetall infolge Abkühlung zurück, bis eine neue Zündung der Glimmentladung erfolgt; dies ergibt daher eine intermittierend arbeitende Glimmlampe.There are also known bimetal switches with a similar structure, but without a normally closed contact. These Switches are mostly used as time switches. With them, too, the glow discharge must be caused by the application a correspondingly high voltage can be ignited. In a first type, the bimetal switch bends under the influence of the glow discharge against the other electrode and thus closes some time the circuit. In another type, the glow discharge causes the bimetal to expand bent outwards so that the glow discharge is interrupted, then the bimetal turns as a result Cooling back until the glow discharge is ignited again; this therefore gives an intermittent working glow lamp.

Die Erfindung befaßt sich mit der Frage, einen zweipoligen Schalter mit Ruhekontakt und Selbsthaltevorrichtung zu schaffen. Derartige Schalter sind in großer Zahl bekannt. Beispielsweise gibt es magnetisch betätigte Schalter, die eine Selbsthaltewicklung besitzen. Die bekannten Schalter sind jedoch durchweg aufwendig. Ihre Herstellungskosten kann man — wenn die Funktionssicherheit nicht leiden soll — nicht unter eine bestimmte Grenze senken. Mit Hilfe der Erfindung soll ein solcher zweipoliger Schalter wesentlich billiger hergestellt werden und trotzdem sicher arbeiten.The invention deals with the question of a two-pole switch with a normally closed contact and a self-holding device to accomplish. Such switches are known in large numbers. For example there is magnetic actuated switches that have a self-holding winding. The known switches are, however consistently expensive. Your manufacturing costs can - if the functional reliability does not suffer should - not lower below a certain limit. With the help of the invention, such a two-pole Switches can be manufactured much cheaper and still work safely.

Erfindungsgemäß ist ein Bimetallschalter mit Anmelder:According to the invention is a bimetal switch with applicant:

Danfoss A/S, Nordborg (Dänemark)Danfoss A / S, Nordborg (Denmark)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. U. Knoblauch, Patentanwalt,Dr.-Ing. U. Knoblauch, patent attorney,

Frankfurt/M., Kühhornshofweg 10Frankfurt / M., Kühhornshofweg 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Holger V. Vind, Nordborg (Dänemark)Holger V. Vind, Nordborg (Denmark)

Ruhekontakt und Aufrechterhaltung der bei Stromfluß auftretenden Kontaktöffnung durch Glimmentladung dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Kontakte durch stromabhängige Auslenkung mindestens eines Bimetallarmes erfolgt und durch Glimmentladung zwischen den Trägern des geöffneten Kontaktpaares aufrechterhalten wird, solange die Speisespannung anliegt. Ein solcher Bimetallschalter liegt einfach mit der abzuschaltenden Last in Reihe am Netz. Der ganze zweipolige Schalter mit Selbsthaltevorrichtung besteht aus einem einzigen einfachen Element, beispielsweise einem kleinen gasgefüllten Glaskolben mit im Quetschfuß befestigtem Bimetallschalter. Der Schalter spricht mit Sicherheit an, weil die Öffnung der Kontakte nicht durch die Glimmentladung, sondern mit Hilfe von Stromwärme erfolgt. Die für die Aufrechterhaltung der Öffnungsstellung notwendige Glimmentladung tritt mit Sicherheit ein, weil beim öffnen des Schalters ein Abreißfunken auftritt. Infolgedessen ist man auch bei der Wahl der Konstruktionsdaten, also der Gasart, dem Gasdruck, dem Elektrodenabstand im geöffneten Zustand usw., relativ frei. Alterungserscheinungen sind nur von untergeordneter Bedeutung.Normally closed contact and maintenance of the contact opening that occurs when current flows through a glow discharge characterized in that the contacts are opened by current-dependent deflection at least one bimetal arm takes place and by glow discharge between the carriers of the opened Contact pair is maintained as long as the supply voltage is applied. Such a bimetal switch is simply connected to the grid in series with the load to be switched off. The whole two-pole switch with Self-holding device consists of a single simple element, for example a small gas-filled one Glass bulb with bimetallic switch attached in the pinch foot. The switch speaks for sure because the contacts are not opened by the glow discharge, but with the help of electrical heat he follows. The glow discharge necessary to maintain the open position occurs with certainty because a tear-off spark occurs when the switch is opened. As a result, one is also with the Choice of design data, i.e. the type of gas, the gas pressure, the electrode spacing in the open state etc., relatively free. Signs of aging are only of minor importance.

Es sind zwar Bogenlampen bekannt, bei denen der Lichtbogen dadurch gezündet wird, daß zumindest eine Elektrode an einem Bimetall befestigt ist, das von dem durchfließenden Strom beheizt wird und die Elektroden voneinander trennt. Eine solche Bogenlampe dient aber nicht als Schalter mit Selbsthaltevorrichtung. Arc lamps are known in which the arc is ignited by at least an electrode is attached to a bimetal that is heated by the current flowing through it and separates the electrodes from each other. However, such an arc lamp does not serve as a switch with a self-holding device.

Für die Betätigung des Bimetallschalters kommen alle bekannten Maßnahmen in Frage. Besonders vorteilhaft ist es, ihn durch den hindurchfließenden Strom zu beheizen und beim Überschreiten eines Stromgrenzwertes öffnen zu lassen. Der Bimetallschalter kann aber auch durch einen zusätzlichenAll known measures can be used for actuating the bimetal switch. Particularly beneficial is to heat it by the current flowing through it and when crossing one To open the current limit value. The bimetal switch can also be replaced by an additional

609 727/336609 727/336

Claims (6)

3 43 4 Heizwiderstand oder durch die Umgebungstempe- hülle 11 ist an beiden Seiten mit einem QuetschfußHeating resistor or through the ambient temperature cover 11 is on both sides with a pinch foot ratur betätigt werden. Wenn man am Bimetallschaltei 12 und 13 versehen, in welchem je ein Bimetall 14can be operated. If you provide 12 and 13 on the bimetallic switch, in each of which a bimetal 14 magnetisches Material verwendet, kann er auch ma- und 15 befestigt ist. Das nach außen ragende EndeIf magnetic material is used, it can also be ma- and 15 is attached. The end protruding outward gnetisch geöffnet werden. In allen Fällen ist sicher- 16 und 17 der Bimetalle dient als Anschlußfahne,be opened magnetically. In all cases it is safe - 16 and 17 of the bimetallic serves as a connecting lug, gestellt, daß er sich nach dem Öffnen selbsttätig offen 5 Das nach innen ragende :Ende 18 und 19 trägt jeplaced that it is automatically open after opening 5 The inward protruding : End 18 and 19 each hält. ■ einen beweglichen Kontakt 20 und 21. Der Innen-*holds. ■ a movable contact 20 and 21. The inner * Üblicherweise besitzen Glimmlampen einen Sta- raum 22 der Glashülle ist mit einem für Glimmbilisierungs-Vorwiderstand erheblicher Größe, Beim lampen üblichen Gas, wie Helium, Neon, Argon Erfindungsgegenstand würde· ein. .solcher Stabilisie- od. dgl., gefüllt. Der Druck beträgt etwa 10 Torr. rungs-Vorwiderstand den Normalbetrieb stören. In io Die Bimetalle 14 und 15 sind so ausgelegt, daß sich manchen Anwendungsfällen kann daher das Bimetall bei Anwendung einer Netzspannung von 220 V ein einem recht starken Gasionenbeschuß ausgesetzt sein, Kontaktabstand von etwa 4 mm einstellt,
der zum Herausschlagen von Metallionen führt, die Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 sind ein in Form eines Metalldampfniederschlages eine Kurz- Bimetallstreifen 3 und ein fester Kontaktträger 24 in schlußbrücke bilden können. Es empfiehlt sich daher, 15 einem gemeinsamen Quetschfuß 25 einer Glashülle die Glimmlampe mit einer Schutzvorrichtung zur 26 befestigt. Ihre freien Enden ragen als Steckstifte Verhinderung der Bildung einer Kurzschlußbrücke 27 und 28 nach außen: Der bewegliche Kontakt 29 durch Metalldampfniederschläge auszustatten. ist an einem umgebogenen Ende 30 des Bimetall-Ais Schutzmaßnahme kommt bei einer ersten Aus- Streifens 23 befestigt und liegt gegen den festen Konführungsform ein Aufbau in Frage, bei der die der 20 takt 31 an.Glow lamps usually have a stowage space 22 of the glass envelope with a size that is considerable for glow bilization series resistance. In the case of gases that are customary in lamps, such as helium, neon, argon, the subject matter of the invention would be. .solcher Stabilisie- od. The like., Filled. The pressure is about 10 torr. voltage series resistor disrupt normal operation. In io The bimetals 14 and 15 are designed in such a way that in some applications the bimetal can therefore be exposed to a very strong gas ion bombardment when a mains voltage of 220 V is used, and a contact distance of about 4 mm is established,
which leads to the knocking out of metal ions, which in the embodiment of FIG. 3 are a short bimetallic strip 3 in the form of a metal vapor deposit and a fixed contact carrier 24 can form a terminal bridge. It is therefore advisable to fasten the glow lamp with a protective device to a common pinch foot 25 of a glass envelope. Their free ends protrude as plug pins. Prevention of the formation of a short-circuit bridge 27 and 28 to the outside: The movable contact 29 must be equipped with metal vapor deposits. is attached to a bent end 30 of the bimetallic ais protective measure comes with a first Ausstreifens 23 and is against the fixed conformation a structure in question, in which the 20 clock 31 is applied. anderen Elektrode zugewandte Schicht des Bimetalls Bei einer Glimmentladung werden durch Ionenaus einem Material besteht, das gegen Ionenbeschuß beschuß Metallionen aus dem Bimetall herausweitgehend unempfindlich ist, z. B. Wolfram. Es geschlagen, sie wandern gewöhnlich längs der beiden1 kommen aber auch andere Materialien in Frage, so- Kontaktträger 23 und 24 und bilden im Laufe der fern sie eine höhere Austrittsenergie besitzen als die 25 Zeit an der Oberseite 32 des Quetschfußes 25 durch sonst verwendeten Bimetallwerkstoffe. Niederschlag eine Kurzschlußbrücke. Aus diesemlayer of the bimetal facing the other electrode. B. tungsten. It struck, they usually migrate along the two 1 but other materials are also possible, so contact carriers 23 and 24 and form in the course of the distance they have a higher exit energy than the 25 time at the top 32 of the pinch foot 25 through otherwise used bimetallic materials . Precipitation a short-circuit bridge. For this Bei einer zweiten Ausführungsform ist dafür ge- Grund ist auf den Metallstreifen 23 eine Blende 33In a second embodiment, the reason for this is a panel 33 on the metal strip 23 sorgt, daß das Bimetall zumindest auf der der ande- aus Isolierstoff und auf dem Kontaktträger 24 eine1 ensures that the bimetal at least on the other made of insulating material and on the contact carrier 24 a 1 ren Elektrode zugewandten Seite einen Schutzüberzug Blende 34 aus Isolierstoff in der Nähe der Be-Ren electrode facing side a protective cover panel 34 made of insulating material near the loading aus einem Material besitzt, das gegen Ionenbeschuß 30 festigungssteile aufgesetzt. Diese Blenden fangen denHas made of a material that is placed 30 fastening parts against ion bombardment. These apertures catch the weitgehend unempfindlich ist, z. B. Metalloxyd oder Metalldampfniederschlag auf und schatten daher denis largely insensitive, z. B. metal oxide or metal vapor deposition and therefore shade the Glanzkohle. gefährdeten Bereich 32 ab.Charcoal. endangered area 32. Sodann kann die Schutzvorrichtung auch in einer Bei der Ausführungsform nacli F i g. 4 ist in einerThe protective device can then also be used in a configuration according to FIG. 4 is in one vorzugsweise nahe der Befestigungsstelle an dem oder Glashülle 35 mit Quetschfuß 36 ein Paar von Bi-preferably near the attachment point on the or glass envelope 35 with pinch foot 36 a pair of bi den Bimetallen angeordneten Blende aus Isolierstoff 35 metallstreifen 37 und 38 angeordnet, deren Kontaktethe bimetallic diaphragm made of insulating material 35 is arranged metal strips 37 and 38, their contacts bestehen, die den durch Bildung einer Kurzschluß- 39 und 40 aneinanderliegen. Nach außen sind An-exist, which lie against each other by the formation of a short circuit 39 and 40. To the outside world are brücke gefährdeten Bereich abschattet. Auf die weiter schlußdrähte 41 und 42 geführt. Zum Schutz gegenbridge shadows endangered area. On the further connecting wires 41 and 42 out. To protect against unten beschriebenen Ausführungsbeispiele sei ver- den Metalldampfniederschlag an der Oberfläche 43The exemplary embodiments described below are different from the metal vapor deposit on the surface 43 wiesen. des Quetschfußes 36 ist auf beide Bimetallstreifen ingrasslands. of the pinch foot 36 is on both bimetallic strips in Die Erfindung wird nachstehend an Hand der 40 der Nähe ihrer Befestigungsstelle eine Blende 44 ge-The invention is shown below with reference to the 40 in the vicinity of its attachment point a panel 44 Zeichnung näher erläutert. Es zeigt setzt, deren Mittelteil 45 mit zwei Stegen 46 versehenDrawing explained in more detail. It shows sets, the middle part 45 of which is provided with two webs 46 F i g. 1 ein schematisches Schaltbild für die An- ist, aber seitlich über diese übersteht. Auf diese WeiseF i g. 1 is a schematic circuit diagram for the on, but protrudes laterally over it. In this way wendung des erfindungsgemäßen Schalters, wird sowohl der Bereich 43 geschützt als auch ver-using the switch according to the invention, the area 43 is protected as well as F i g. 2 die schematische Darstellung eines ersten hindert, daß sich auf den Mittelstegen 46 ein Metall-Ausführungsbeispiels, 45 niederschlag bildet.F i g. 2 the schematic representation of a first prevents a metal embodiment from being on the central webs 46, 45 precipitation forms. F i g. 3 die schematische Darstellung eines zweiten Von den dargestellten Ausführungsformen kann'F i g. 3 the schematic representation of a second of the illustrated embodiments can ' Ausführungsbeispiels und in vielerlei Hinsicht abgewichen werden, ohne denEmbodiment and in many ways deviated without the F i g. 4 die schematische Darstellung eines dritten Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Bei-F i g. 4 to leave the schematic representation of a third basic idea of the invention. At- Ausführungsbeispiels. spielsweise können die Bimetallstreifen mit einemEmbodiment. for example, the bimetallic strips with a In F i g. 1 ist an die Netzklemmen 1 und 2 über 50 Schutzüberzug versehen sein. In der Hülle kann ein einen Hauptschalter 3 und den erfindungsgemäßen zusätzlicher Heizwiderstand vorgesehen sein, der zum Schalter 4 eine beliebige Last 5 angeschlossen. Der Schalten des Bimetallschalters dient. Wenn ein BiSchalter 4 besteht aus einer Glimmröhre 6 mit Gas- metallstreifen ferromagnetisches Material aufweist, füllung und einem Bimetallschalter 7, dessen beweg- kann außen eine magnetische Betätigungsvorrichtung licher Kontakt 8 einem festen Kontakt 9 gegenüber- 55 vorgesehen sein,
steht. Sobald aus irgendeinem Grund der Bimetall- . ·In Fig. 1 must be provided with 50 protective coating on the mains terminals 1 and 2. A main switch 3 and the additional heating resistor according to the invention, which connects any load 5 to the switch 4, can be provided in the cover. The switching of the bimetal switch is used. If a BiSwitch 4 consists of a glow tube 6 with gas metal strips, it has ferromagnetic material, filling and a bimetallic switch 7, the moving of which can be externally provided with a magnetic actuator contact 8 opposite a fixed contact 9,
stands. Once for some reason the bimetal. · schalter 7 öffnet, beispielsweise wenn der ihn be- Patentansprüche: ; heizende hindurchfließende Strom zu groß wird,switch 7 opens, for example if the loading him claims:; the heating current flowing through it becomes too great, öffnet sich der Schalter und zündet eine Glimm- 1. Bimetallschalter mit Ruhekontakt und Aufentladung 10, deren Heizleistung ausreicht, um das 60 rechterhaltung der bei Stromfluß eintretenden' Bimetall in der ausgebogenen Stellung, also der offe- Kontaktöffnung durch Glimmentladung, d a nen Stellung des Schalters 7, zu halten. Die Glimm- · durch gekennzeichnet, daß die Öffnung entladung 10 wird von nahezu der vollen Netz- der Kontakte (8, 9; 20, 21; 29, 31; 39, 40) durch spannung gespeist, da der Spannungsabfall an dem stromabhängige Auslenkung mindestens eines Widerstand der Last 5 wegen des geringen Stromes 65 Bimetallarmes (7; 14,15; 23; 37, 38) erfolgt' und nur gering ist. durch Glimmentladung zwischen den Trägern desthe switch opens and ignites a glow 1. Bimetal switch with normally closed contact and discharge 10, the heating power of which is sufficient to maintain the bimetal in the bent position, i.e. the open contact opening by glow discharge, since the switch position 7, to hold. The glowing · characterized in that the opening discharge 10 is fed by almost the full network of the contacts (8, 9; 20, 21; 29, 31; 39, 40) by voltage, since the voltage drop at the current-dependent deflection is at least a resistance of the load 5 because of the low current 6 5 bimetallic arm (7; 14,15; 23; 37, 38) takes place 'and is only low. by glow discharge between the supports of the In Fi g. 2 ist gezeigt, eine wie einfache Form ein geöffneten Kontaktpaares aufrechterhalten" wird,In Fi g. Figure 2 shows how simple a shape is to maintain an open contact pair " erfindungsgemäßer Schalter haben kann. Eine Glas- solangedie Speisespannung anliegt. .:.inventive switch may have. A glass as long as the supply voltage is applied. .:. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallschalter in an sich bekannter Weise durch den hindurchfließenden Strom beheizt wird und beim Überschreiten eines Stromgrenzwertes öffnet.2. Switch according to claim 1, characterized in that the bimetal switch is known per se Way is heated by the current flowing through it and when a Current limit value opens. 3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmlampe mit einer Schutzvorrichtung (33, 34; 44) zur Verhinderung der Bildung einer Kurzschlußbrücke durch den Metalldampfniederschlag ausgestattet ist.3. Switch according to claim 1 or 2, characterized in that the glow lamp with a Protective device (33, 34; 44) to prevent the formation of a short-circuit bridge through the Metal vapor deposition is equipped. 4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der anderen Elektrode zugewandte Schicht des Bimetalls aus einem Material besteht, das gegen Ionenbeschuß weitgehend unempfindlich ist, z. B. Wolfram.4. Switch according to claim 3, characterized in that the facing the other electrode Layer of the bimetal consists of a material that is largely resistant to ion bombardment is insensitive, e.g. B. tungsten. 5. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall zumindest auf der der anderen Elektrode zugewandten Seite einen Schutzüberzug aus einem Material besitzt, das gegen Ionenbeschuß weitgehend unempfindlich ist, z. B. Metalloxyd oder Glanzkohle.5. Switch according to claim 3, characterized in that the bimetal is at least on the the other electrode facing side has a protective coating made of a material that is largely insensitive to ion bombardment, e.g. B. metal oxide or charcoal. 6. Schalter nach nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise nahe der Befestigungsstelle an dem oder den Bimetallen (23; 37, 38) angeordnete Blende (33,34; 44) aus Isolierstoff den durch Bildung einer Kurzschlußbrücke gefährdeten Bereich (32, 43) abschattet.6. Switch according to claim 3, characterized in that one is preferably close to the Fastening point on the or the bimetals (23; 37, 38) arranged aperture (33,34; 44) Insulating material shades the area (32, 43) endangered by the formation of a short-circuit bridge. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 694 788.Considered publications:
U.S. Patent No. 2,694,788. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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