DE1283392B - Thermisches Verzoegerungsrelais - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIh

Deutsche KL: 21g-4/04

Nummer: 1283 392

Aktenzeichen: P 12 83 392.0-33 (E 30724)

Anmeldetag: 23. Dezember 1965

Auslegetag: 21. November 1968

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Die Erfindung bezieht sich auf ein thermisches Verzögerungsrelais mit zwei parallel zueinander und im Abstande voneinander gegenüberliegend angeordneten beheizten Bimetallstreifen zur Betätigung von Schaltkontakten. Es ist ein Verzögerungsrelais dieser Art bekanntgeworden (deutsche Patentschrift 626 992), bei dem die beiden Bimetallstreifen an einem ortsfesten Isolierblock befestigt und von Heizwicklungen umgeben sind. An dem freien Ende des einen Bimetallstreifens ist ein Doppelkontakt angeordnet, der in der Ruhestellung des Relais mit Spiel innerhalb eines U-förmig ausgebildeten, am Ende des anderen Bimetallstreifens isoliert befestigten Kontaktes liegt. Bei Änderung der Außentemperatur und auch dann, wenn sich unter Wirkung des durch die gleichen Heizwicklungen fließenden Stromes beide Bimetallstreifen gleichzeitig nach einer Richtung durchbiegen, verbleibt der Doppelkontakt des einen Bimetallstreifens in der Mitte des U-förmigen Kontaktes des anderen Bimetallstreifens und berührt diesen nicht. Die Umgebungstemperatur hat also keinen schädlichen Einfluß auf dieses bekannte Verzögerungsrelais. Die Heizwicklungen beider Bimetallstreifen liegen in Reihe mit Glühdrähten von zur Beleuchtung von Kraftfahrzeugen dienenden as Lampen. Fällt ein Glühfaden aus, dann wird der Stromkreis der Heizwicklung des einen Bimetallstreifens unterbrochen, so daß sich dieser Bimetallstreifen abkühlt und die Kontakte beider Bimetallstreifen zur Berührung gelangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verzögerungsrelais raumsparend so auszubilden, daß bei einfacher Herstellung und Montage sowohl die Einschaltung als auch die Ausschaltung der Schaltkontakte durch Stromimpulse gesteuert werden können und das Verzögerungsrelais vielseitig verwendbar ist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß der eine Bimetallstreifen, der mit seinem freien Ende die Schaltkontakte betätigt, in an sich bekannter Weise an seinem anderen Ende starr mit dem freien Ende des zweiten, an seinem anderen Ende fest eingespannten Bimetallstreifens verbunden ist und daß beide Bimetallstreifen durch Stromimpulse getrennt voneinander steuerbar sind und der eine Bimetallstreifen zum Einschalten und der andere zum Ausschalten der Schaltkontakte vorgesehen ist.

Beim erfindungsgemäßen Relais werden beide Bimetallstreifen als Arbeitsbimetallstreifen verwendet, und sie werden so gesteuert, daß der eine Bimetallstreifen die Einschaltung und der andere Bimetallstreifen die Ausschaltung des Verzögerungs-Thermisches Verzögerungsrelais

Anmelder:

Ellenberger &Poensgen GmbH, 8503 Altdorf

Als Erfinder benannt:
Antrag auf Nichtnennung

relais bewirkt. Durch die Steuerung des Ein- und Ausschaltens des Verzögerungsrelais mittels Stromimpulse wird der Vorteil erreicht, daß sowohl das Einschalten als auch das Ausschalten gleich schnell erfolgen.

Es ist bereits ein Verzögerungsrelais bekannt (USA.-Patentschrift 2 622 677), das zwei parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordnete Bimetallstreifen aufweist, die an den gegenüberliegenden Enden einer Isolierstoffschiene befestigt sind. Diese Isolierstoffschiene ist an ihren beiden Enden mittels zweier Zapfen schwenkbar gelagert. Der eine Bimetallstreifen weist eine Heizwicklung auf, dient also als Arbeitsbimetallstreifen, während der andere Bimetallstreifen nicht beheizt ist und lediglich zur Raumtemperaturkompensation dient. Dieser Kompensationsbimetallstreifen ist mittels einer Einstellschraube einstellbar an einem ortsfesten Teil befestigt.

Ferner ist ein Verzögerungsrelais bekannt (USA.-Patentschrift 2 936 354), das zwei Temperaturkompensationsbimetallstreifen und einen mit einer Heizwicklung versehenen Arbeitsbimetallstreifen aufweist. Alle drei Bimetallstreifen sind an einem quaderförmigen Isolierblock befestigt, und zwar die beiden Kompensationsbimetallstreifen im Abstand voneinander an der einen Seite des Isolierblockes und der Arbeitsbimetallstreifen auf der parallel gegenüberliegenden Seite des Isolierblockes zwischen den beiden Kompensationsbimetallstreifen.

Während bei den bekannten Verzögerungsrelais nur ein einziger Arbeitsbimetallstreifen vorgesehen ist, weist das erfindungsgemäße Verzögerungsrelais zwei Arbeitsbimetallstreifen auf, wodurch wahlweise eine schnelle Ein- oder Ausschaltung des erfindungsgemäßen Verzögerungsrelais erreicht wird. Hierbei wirkt jeweils der nicht beheizte Bimetallstreifen als Temperaturkompensationsbimetallstreifen für den beheizten Bimetallstreifen, so daß die Umgebungstemperatur keinen schädlichen Einfluß auf das erfindungsgemäße Verzögerungsrelais hat.

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Beide Bimetallstreifen können zur Volltemperatur- schalters verbunden sein. Hierbei schalten die durch kompensation gleich ausgebildet sein, jedoch ist es ihre Heizwicklungen erhitzten Bimetallstreifen ihre auch möglich, beide Bimetallstreifen verschieden so zugehörigen Heizwicklungen selbsttätig ab. Dieses auszubilden, daß wahlweise eine Temperatur- selbsttätige Ein- und Abschalten der Heizwicklungen Überkompensation bzw. eine Temperaturunter- 5 wird erst bei Unterbrechung des gesamten Stromkompensation erzielt wird. Die Bimetallstreifen kreises beendet.

können entweder direkt oder indirekt beheizt wer- Das erfindungsgemäße Verzögerungsrelais kann

den, wozu beide Bimetallstreifen mit getrennten z. B. zur Umschaltung von Steuerungseinrichtungen Heizwicklungen versehen sind. Die Bemessung der dienen, welche in größeren Zeitabständen von einem Heizwicklung ist abhängig von den Steuerimpulsen. io bestimmten Zustand in den anderen übergeführt wer-In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der den sollen. Die Umschaltung erfolgt hierbei durch die Schaltkontakte betätigende Bimetallstreifen in zeitlich begrenzte Stromimpulse, wobei die Bnpulsder Nähe seines Befestigungsendes einen mit dem zeit für die zwei Schaltvorgänge unterschiedlich oder einen Ende seiner Heizwicklung verbundenen Kon- gleich sein kann.

takt auf, an dem im kalten Zustande des starr be- 15 Ferner kann das erfindungsgemäße Verzögerungsfestigten Bimetallstreifens ein Kontakt einer Kon- relais auch als Intervallrelais Verwendung finden, taktfeder anliegt. Zur Einstellung der genauen Lage wobei in vorgegebenen Zeitabständen Umschaltdes Kontaktes der Kontaktfeder ist in an sich be- vorgänge eingeleitet werden können. Hierbei dienen kannter Weise eine Einstellschraube vorgesehen, an der Kontakt der Kontaktfeder und der entsprechende der sich die Kontaktfeder unter Vorspannung abstützt, ao Kontakt des Bimetallstreifens zur Stabilisierung der Bei Erregung der Heizwicklung des die Schalt- Wärmekapazitäten auf dem Bimetall und ermögkontakte betätigenden Bimetallstreifens durch einen liehen dadurch gleichmäßige Intervallzeiten, entsprechenden Stromimpuls erfolgt eine Schalt- Der Kontakt der Kontaktfeder und der zugehörige

bewegung des erfindungsgemäßen Verzögerungs- Kontakt am entsprechenden Bimetallstreifen berelais nach der einen Richtung und bei Erregung 35 wirken eine Verriegelung des entsprechenden Bider Heizwicklung des zweiten Bimetallstreifens eine metallstreifens bei länger anhaltendem Arbeitsimpuls Schaltbewegung in der anderen Richtung. Der am öder auch bei verschiedener Strombeaufschlagung, Betätigungsbimetallstreifen angeordnete Kontakt und die z. B. durch Spannungsdifferenzen hervorgerufen der Kontakt der Kontaktfeder bewirken, daß die werden kann.

Wicklung des zugehörigen Bimetallstreifens erst nach 30 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist mit Abkühlung des anderen Bimetallstreifens wirksam den erfindungswesentlichen Merkmalen in den werden kann. Biegt sich bei Erhitzung durch die Figuren dargestellt. Es zeigt

entsprechende Heizwicklung dieser andere Bimetall- Fig. 1 eine Seitenansicht eines Verzögerungsstreifen durch, dann erfolgt eine Trennung dieser relais gemäß der Erfindung, Umschaltkontakte, wodurch verhindert wird, daß 35 Fig. 2 eine Ansicht von links gemäß Fig. 1, gleichzeitig auch der andere Bimetallstreifen erregt Fig. 3 einen Schnitt nach der LinieΙΠ-ΠΙ der

wird. Fig. 2,

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung Fig.4 eine Draufsicht gemäß Fig. 1,

ist das freie Ende des die Schaltkontakte betätigen- Fig. 5 einen Schnitt durch den Mikroschalter ge-

den Bimetallstreifens mit dem Schalthebel eines 40 maß Fig. 3 und

Mikroschalters verbunden. Dieses freie Ende des F i g. 6 eine Schaltung der beiden Heizwicklungen

Bimetallstreifens ist in zwei fingerartige Abkröpfun- der Bimetallstreifen in Verbindung mit dem Mikrogen aufgeteilt, die den Schalthebel umgreifen. Da- schalter.

durch ergibt sich eine einfache Verbindung des Bi- Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Verzögerungsmetallstreifens mit dem Schalthebel des Mikro- 45 relais weist eine Grundplatte 1 aus Isolierstoff mit schalters. Der Mikroschalter kann hierbei in an sich einem einstückig angeformten Ansatz 2 auf. An der bekannter Weise als Schnappschalter so ausgebildet Grundplatte 1 ist bei 3 ein Bimetallstreifen 4 besein, daß eine selbsttätige Rückstellung des Schalt- festigt, der eine Heizwicklung 5 aufweist, deren Ende hebeis des Mikroschalters durch die sich abkühlen- mit den Anschlußstücken 6 und 7 verbunden sind, den Bimetallstreifen nicht erfolgt. Dadurch ist es 50 Am linken Ende des Bimetallstreifens 4 gemäß möglich, den Mikroschalter in einer gewünschten Fig. 1 ist ein Isolierblock8 starr befestigt, der aus Schaltstellung für eine beliebig lange Zeit zu be- zwei gleichen Teilen bestehen kann, die durch eine lassen. Das Gehäuse des Mikroschalters ist mit seit- Schraube 9 zusammengehalten werden. Für den Bilichen Vorsprüngen in senkrecht zu den Bimetall- metallstreif en 4 und einen weiteren Bimetallstreifen streifen verlaufenden Nuten des Relaisgehäuses ge- 55 10 besitzen beide Hälften des Isolierblockes 8 Eingeführt und wird mittels mindestens einer vor- schnitte 11 und 12, in die die beiden Bimetallgespannten Feder in Richtung der Nuten gegen eine streifen 4 und 10 eingelegt sind. Der Bimetallstreifen Einstellschraube gedrückt. Bei Betätigung dieser 10 weist eine Heizwicklung 13 auf, deren eines Ende Einstellschraube wird entgegen der Kraft der Feder mit einem Anschlußstück 14 verbunden ist. An dem bzw. durch die Kraft der Feder der Mikroschalter 60 Bimetallstreifen 10 befindet sich ein Kontaktstück so eingestellt, daß seine Schalthebel im kalten Zu- 15, das mit einem Kontakt 16 versehen ist, der mit stände mit dem entsprechenden Bimetallstreifen einem Kontakt 17 einer Kontaktfeder 18 zusammenordnungsgemäß verbunden wird. arbeitet, die mit ihrem anderen Ende an einem Vor-Um eine Selbststeuerung des erfindungsgemäßen sprang 19 der Grundplatte 1 starr befestigt ist. Zur Relais zu erreichen, können die einen Enden der 65 Einstellung des Kontaktes 17 der Kontaktfeder 18 Heizwicklungen beider Bimetallstreifen miteinander dient eine in der Grundplatte 1 angeordnete Einstell- und das andere Ende der einen Heizwicklung sowie schraube 20, an der die Kontaktfeder 18 unter Vordie Kontaktfeder mit je einem Kontakt des Mikro- spannung anliegt. Die Kontaktfeder 18 steht mit

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einem Anschlußstück 21 in elektrischer Verbindung. Beide Bimetallstreifen 4 und 10 sowie ihre Heizwicklungen 5 und 13 können gleich ausgebildet sein, um eine Volltemperaturkompensation des Relais zu erreichen.

Das rechte Ende des Bimetallstreifens 10 gemäß F i g. 1 besitzt zwei fingerartige Abkröpfungen 22 und 23, in die ein Schalthebel 24 eines Mikroschalters 25 eingreift. Der Schalthebel 24 ist bei 26 am Gehäuse 27 des Mikroschalters 25 gelenkig ge- ίο lagert. Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, weist dieser Mikroschalter sechs Kontaktfedern 28 bis 33 auf, von denen die beweglichen Kontaktfedern 29 und 32 an ihrem rechten Ende gemäß F i g. 5 mit einer Isolierplatte 34 verbunden sind, die in der Mitte einen Vorsprung 35 besitzt, der mit einem gleichen Vorsprung 35' des Schalthebels 24 mittels einer etwa C-förmig ausgebildeten vorgespannten Feder 36 in Verbindung steht, die als Schnappglied wirkt, so daß der Kippschalter ruckartige Schaltbewegungen ausführt.

Im Bereich des Bimetallstreifens 4 und des Isolierblockes 8 weist die Grundplatte 1 einen Durchbruch

37 auf. Das Gehäuse 27 des Mikroschalters 25 ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt, die durch Bolzen 38 zusammengehalten werden. Diese Bolzen

38 ragen seitlich aus dem Gehäuse 27 heraus. Mit diesen herausragenden Bolzen 38 ist das Gehäuse 27 des Mikroschalters 25 in senkrechten Nuten 39 der beiden Seitenwände eines Einschnittes 40 des Ansatzes 2 der Grundplatte 1 geführt. Eine unter Spannung stehende Feder 41 drückt das Gehäuse 27 des Mikroschalters 25 gegen eine Einstellschraube 42, die in eine am Ansatz 2 befestigte Platte 43 eingeschraubt ist. Mittels dieser Einstellschraube 42 kann der Mikroschalter 25 im Einschnitt 40 so eingestellt werden, daß in der Ruhelage des Verzögerungsrelais der Schalthebel 24 mit seinem schmal ausgebildeten Ende 24' zwischen die fingerförmigen Abkröpfungen 22 und 23 des Bimetall-Streifens 10 greift.

Die Wirkungsweise des in den F i g. 1 bis 4 dargestellten Verzögerungsrelais ist folgende:

Wird der Bimetallstreifen 4 durch die Heizwicklung 5 erhitzt, dann biegt sich dieser Bimetallstreifen 4 nach unten gemäß F i g. 3 durch. Dadurch wird der Bimetallstreifen 10 an seinem linken Ende angehoben, so daß dieses Ende den Schalthebel 24 entgegen dem Uhrzeigersinne schwenkt, wodurch die Kontakte der beweglichen Kontaktfedern 29 und 32 in Anlage an die Kontakte der Kontaktfedern 30 und 33 gelangen. Auch dann, wenn der Bimetallstreifen 4 nach Fortfall des Stromimpulses in seiner Heizwicklung 5 erkaltet, bleibt der Schalthebel 24 in dieser Stellung. Um nun den Mikroschalter in die andere Schaltstellung zu bringen, wird in die Heizwicklung 13 des Bimetallstreifens 10 ein Stromimpuls geschickt, so daß sich der Bimetallstreifen 10 nach unten gemäß F i g. 3 durchbiegt und hierbei den Schalthebel 24 im Uhrzeigersinne in die andere Schaltstellung schwenkt, in der die Kontakte der beweglichen Kontaktfedern 29 und 32 an den Kontakten der festen Kontaktfedern 28 und 31 anliegen.

Bei der vorerwähnten Durchbiegung des Bimetallstreifens 4 nach unten gemäß F i g. 3 verläßt der Kontakt 16 des Kontaktstückes des Bimetallstreifens 10 den Kontakt 17 der Kontaktfeder 18, wodurch der Stromkreis der Heizwicklung 13 des Bimetallstreifens 10 unterbrochen ist. Erst dann wird der Stromkreis der Heizwicklung 13 wieder geschlossen, wenn sich der untere Bimetallstreifen 4 genügend abgekühlt hat.

Bei der in F i g. 6 dargestellten Schaltung sind die einen Enden der Heizwicklungen 5 und 13 bei 44 miteinander verbunden und bei 45 an den Pol einer Stromquelle gelegt. Die Heizwicklung 13 steht über die Kontaktfeder 18 in Verbindung mit dem Kontakt des Mikroschalters 25, während die Heizwicklung 5 mit dem Kontakt 31 des Mikroschalters verbunden ist. Wird der vorbeschriebene Stromkreis geschlossen, erfolgt durch den erhitzten Bimetallstreifen 4 eine Umschaltung des Mikroschalters 25, so daß dann die Kontaktfeder 29 mit ihrem Kontakt an dem Kontakt 30 und die Kontaktfeder 32 mit ihrem Kontakt an dem Kontakt 33 anliegt. Der Stromkreis der Heizwicklung 13 wird aber erst dann durch die Kontakte 16,17 geschlossen, wenn der Bimetallstreifen 4 erkaltet ist. Sind diese Kontakte 16,17 geschlossen, dann erfolgt wieder eine Rückschaltung in die in Fig. 6 dargestellte Lage. Diese automatische Um- bzw. Rückschaltung würde so lange andauern, bis der gesamte Stromkreis unterbrochen wird. Eine einmalige Um- oder Rückschaltung erfolgt bei mehr oder weniger kurzen Stromimpulsen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Thermisches Verzögerungsrelais mit zwei parallel zueinander und im Abstande voneinander gegenüberliegend angeordneten beheizten Bimetallstreifen zur Betätigung von Schaltkontakten, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Bimetallstreifen (10), der mit seinem freien Ende die Schaltkontakte (28 bis 33) betätigt, in an sich bekannter Weise an seinem anderen Ende starr mit dem freien Ende des zweiten, an seinem anderen Ende fest eingespannten Bimetallstreifens (4) verbunden ist und daß beide Bimetallstreifen (10, 4) durch Stromimpulse getrennt voneinander steuerbar sind und der eine Bimetallstreifen (10) zum Einschalten und der andere (4) zum Ausschalten der Schaltkontakte (28 bis 33) vorgesehen ist.

2. Verzögerungsrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Bimetallstreifen (4, 10) getrennte Heizwicklungen (5, 13) vorgesehen sind.

3. Verzögerungsrelais nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schaltkontakte (28 bis 33) betätigende Bimetallstreifen (10) in der Nähe seines Befestigungsendes einen mit dem einen Ende seiner Heizwicklung (13) verbundenen Kontakt (16) aufweist, an dem im kalten Zustande des starr befestigten Bimetallstreifens (4) ein Kontakt (17) einer Kontaktfeder (18) anliegt.

4. Verzögerungsrelais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Lage des Kontaktes (17) in an sich bekannter Weise eine Einstellschraube (20) vorgesehen ist, an der sich die Kontaktfeder (18) unter Vorspannung abstützt.

5. Verzögerungsrelais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des die Schaltkontakte (28 bis 33) betätigenden Bimetall-

Streifens (10) mit dem Schalthebel (24) eines Mikroschalters (25) verbunden ist.

6. Verzögerungsrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des mit dem Schalthebel (24) des Mikroschalters (25) verbundenen Bimetalstreifens (10) in zwei fingerartige Abkröpfungen (22, 23) aufgeteilt ist, die den Schalthebel (24) umgreifen.

7. Verzögerungsrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroschalter (25) in an sich bekannter Weise als Schnappschalter ausgebildet ist.

8. Verzögerungsrelais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (27) des Mikroschalters (25) mit seitlichen Vorsprüngen (38) in

senkrecht zu den Bimetallstreifen (4, 10) verlaufenden Nuten (39) des Relaisgehäuses (1, 2) geführt ist und mittels mindestens einer vorgespannten Feder (41) in Richtung der Nuten (39) gegen eine Einstellschraube (42) gedruckt wird.

9. Verzögerungsrelais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Heizwicklungen (5,13) beider Bimetallstreifen (4,10) miteinander und das andere Ende der einen Heizwicklung sowie die Kontaktfeder (18) mit je einem Kontakt (31, 33) des Mikroschalters (25) verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 622 677, 2 936 354.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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