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"Temperaturbegrenzer für Vorschaltgeräte von Leuchtstoff--ampen Die
Erfindung betrifft einen Temperaturbegrenzer für Vorschaltgeräte von Leuchtstofflampen
u.dgl., der den durch Stromänderungen entstehenden Temperaturanstieg in der Wicklung
erfäßt und das Vorschaltgerät bei höheren Gerätetemperaturen als die Norm vorschreibt
von der Spannungsquelle abtrennt. In Fachkreisen sind Fälle bekannt, bei denen.
auch die Vorschaltgerätey,die nach den jeweils gültigen einschlägigen Bedingungen
ausgelegt und gebaut sind, gegen Ende ihrer Lebensdauer einen sich langsam-ausbreitenden
Windungsschluß bekommen können. Der daraus resultierende Stromanstieg führt zu hohen
Wicklungstemperaturen und schließlich@zur Verbrennung des Gerätes. Um die Umgebung
dieser Geräte vor Brandgefahr zu. schlitzen und in besonders gefährdeten Räumen
bzw. Anlagen die Gefahr-von Bränden zu vermeiden, wird der Einbau von Vorschaltgeräten
mit thermisch ansprechenden Sicherungen vorgeschlagen. Solche Sicherungen sind an
sich in verschiedenen Ausführungen a
zumeist in rückstellbarer oder auch in
nichtrückstellbarer Form bekannt. Im Verhältnis zum Vorschaltgerätepreis sind diese
Ausführungen zu teuer und es sind noch die Nachteile verbunden, daß es nach Zage
der Dinge möglich ist, den Schutz des Vorschaltgerätes zurückzustellen, ihn auszuwechseln
oder sogar zu überbrücken. Somit kann das Auswechseln eines schon als verbraucht
geltenden Vorschaltgerätes umgangen werden und die Brandgefahr bleibt nach wie vor
bestehen.
Weiterhin ist ein Vorschlag bekannt geworden, bei dem
die Drosselspule gegen Übertemperaturen geschützt ist. Zur Erlangung dieser Sicherheit:
wird wenigstens einer der beiden. Anschlußdrähte-der Wicklung der Drossel als Schmelzdraht
auseinem Werkstoff mit einem-Schmelzpunkt, der unter der zulässigen Wicklungstemperatur
liegt, ausgeführt. Der Nachteil dieser Ausführung liegt jedoch darin, daß der Schmelzdrahtgrößenteils
außerhalb der Wicklung geführt werden muß, so daB für die Unterbrechung des Stromkreises
vor allem der Stromfluß herangezogen wird. - .
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturbegrenzer
zur Erfassung von Windungsschlüssen zu entwickeln, der in inniger Berührung mit
der Wicklung steht, so daß.bei evtl. durch-Windungsschlüsse entstehende Übertemperaturen
die Drossel von der Spannungsquelle abgetrennt wird. Hierbei werden die Voraussetzungen
für eine sehr vorteilhafte und auch wirtschaftliche Gestaltung der Drosselspule
bzw. des Vorschaltgerätes geschaffen.
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Für die Lösung der durch die Erfindung gestellten Aufgabe kommt ein
Temperaturbegrenzer für Vorschaltgeräte zur Anwendung, bei dem ein temperaturempfindliches
in den Drosselstromkreis eingeschaltetes Auslöseorgan enthalten ist, welches in
unmittelbarem Wärmekontakt mit der zu schützenden Drosselwicklung steht. Der Temperaturbegrenzer
besteht aus einem Auslöseorgan, das beispielsweise"durch zumeist einen Schmelzlotkörper,
bezw. durch-eine Spiralfeder, deren Zage durch ein Bad fixiert ist oder durch eine
:Lötstelle markiert ist, und sich mit der Drosselspule unmittelbar in Wärmekontakt
befindet, oder zumindest durch einen Kontaktstreifen mit dem zu schützenden Vorschaltgerät
verbunden ist.
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Die Auslösung, d.h. die Trennung der Drossel von der Spannungsquelle
wird also nicht durch den über das Auslöseorgan und die Drossel fließenden Strom
durchgeführt, sondern die Abschaltung
erfolgt durch die durch den
Stromfluß in der Drossel erzeugten Wärme, die das Auslöseorgan zum Schmelzen bringt.
Der Schmelzpunkt ist nach: der Legierungszusammensetzung weitgehend den jeweiligen
Bedürfnissen des Vorschaltgerätes ang:epaßt. Er liegt in einer vertretbaren Grenze-über
der Solltemperatur der Drosselspule und hat den Vorteil,-daß die Schmelztemperatur
der Zote so gehalten werden kann, daß ein rasches Ansprechen des Temperaturbegrenzers
im Fehlerfall gewährleistet iss. Die-Gefahr,-die zulässige Temperatur zu überschreiten,
besteht somit nicht mehr:. _ ' In den Fig. 1.bie 17 der Zeichnung sind eine Reihe
bevorzugter Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung dargestellt und -im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen: Fig.-1 Schmelzlotkörper als hyperboloidförmiger Rotationskörper,
. Fig. 2 Schmelzlotkör'er als Streifen mit Einsehnürungen,: Fig3 Schmelzlotkörper
als Streifen mit Langloch,. Fig. 4 b.6 Hülle über den Schmelzlotkörper zig. 1 bis
3, Figo 7 b,9 - mit verschäumbarem Kunststoff ausgefüllte Hohlräume der Schmelzlotkörper
Fig. 1 bis 3, Fig. 10 Isolierstoffplättchen mit 'leitender Schicht, Fig. 11u.12
im gestreckten Zustandsfixierte Spiralfeder, Fig. 13u.14 im formschlüssigen Isolierbehälter
untergebrachte . draht- oder blattförmige Feder, Fg. 15 Drosselspule mit einem der
Auslöseorgane Fig. . 1 bis 14s Fig. 16g.17 Drosselspule mit Wärmeleitstreifen und
Lötstelle: Gemäß der Erfindung werden zumeist Temperaturbegrenzer verwendet, deren
Auslöseorgane Schmelzlotkörper sind. Sie bestehen aus einer Zinnlegierung oder einer-sonstigen
lotähnlichen Zusammensetzung und sind- mit ihren Schmelztemperaturen so abgestimmt,
daß stets .ein gewisser aber noch vertretbarer Überschuf
über der
Solltemperatur der-elektrisch verbundenen und im Wärmökontakt befindlichen Drosselspule
besteht. Alle Schbielzlotkörper weisen längs der Strombahn eine Verjüngung auf:
Versuche haben gezeigt, däß diese Querschnittsverengungen. notwendig sind, um bei
dem geschmolzenen Auslöseorgan durch. Eohäsion der geringen Quersclulitte in der.
Strombahn in die :-ausgeprägten Enden, in welche noch die*Zuleitungs- und Abtei--.
tungsdrähte eingelötet oder eingegossen sind, eine sichere Unterbrechung des Stromflusses
zu erzwingen.
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Inder Fig. 1 ist ein Auslöseorgan dargestellt, das einen hyperboloidförmigen
Rotationskörper 1 besitzt"während der in der FiA. 2 gezigte Schmelzlotkörper einen
Streifen 2-auf-
| weist, der auf beiden Seiten der'Strombahn i'inschnürungen
:3 |
versehen ist. Eine andere Ausführung stellt die lig. 3 dar. , Bei dieser Ausführung
ist in den Schmelzlotstreifen 4 ein Langloch angebracht, dessen Längsseiten 6 einen
schmalen Steg aufweisen und dessen Querseiten kräftig genug sind, umdie notwendige
Kohäsionskraft zu besitzen im geschmolzenen Zustand die Stege zu trennen. -Die Schmelzlotkörper
werden nun wie in den Pigo 4 _bis 6 gezeigt mit einer temperaturbeständigen, elektrisch
isolierenden Hülle 7 versehen, die beispielsweise aus einem Isolierrohr, einem Isolierschlauch,
oder einem isolierenden Schrumpfschlauch bestehen kann. Letzterer ist so ausgewählt,
daß nach der Schrumpfung die Stellendes Schmelzlotkörpers mit dem grölten Querschnitt
so fest umschlossen werden, daß bei der Tränkung der :Drossel kein Tränkungsmttel
in den zwischen dem Schmelzlotkörper 1,2,4 und der Hülle 7 verbleibenden Hohlraum
eindringt und andererseits im Störungsfall dem schmelzenden Lot genügend Platz zu
der gewünschten Stromunterbrechung führenden Kontraktion freiläßt. Denkbar' ist
e s aber auch, sofern ein Isolierrohr oder ein Isolierschlauch zur Anwendung kommt,
die Öffnungen mit einer Dichtmasse, beispielsweise mit einem Kunstharz,
zu
verschließen, und dadurch das Eindringen. des -Tränkungsmittels zu verhindern.
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Gemäß.den.Fg.- 7 bis 9 ist der Raum zwischen dem Schmelzlotkörper
1,2,4 und der Hülle 7 mit einem verschäumbaren Kunst-.Stoff 8 ausgefüllt. Dieser
Schaum verhindert, daß bei der Vakuumtränkung der zum Schmelzen und Trennen notwendige
Platz durch Tränkharz ausgefüllt wird. Der Schaumstoff ist so ausgewählt, daß er
bei einer Temperatur, die über der Trockentemperatur des Vorschaltgerätes, aber
auch noch genügend weit unter dem Schmelzpunk- des Temperaturbegrenzers auf seinen.
Ausgangszustand zurückgeht, so daß der Schmelzvorgang des Schmelzlotkörpers 1,2,4
und dessen Kontraktion nicht behindert ist. .
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Ein weiterer vorteilhafter Weg führt zu einem Temperaturbegrenzer,
der in der Pig. 1o veranschaulicht ist. Er besteht aus einem Isolerstoffplättchen
9 und einer auf das Isolierstoffplättchen aufgedampften Schicht 1o. Di.e-leitende
Schicht, die das eigentliche Auslöseorgaf darstellt, ist wiederum so gewählt, daß
seine Schmelztemperatur kleiner ist als die zulässige Höchsttemperatur der Drosselspule.
Der Anschluß der Drosselspule an das bedampfte Isolierstoffplättchen 9 erfolgt an
dessen Schmalseiten durch Quetschhülsen 11, an die auch die Drahtanschlüsse angebracht
sind. Eine Isolation des Plättchens kann natürlich vorgenommen werden. Im Fehlerfall
wird die Verbindung der beiden Anschlüsse .und damit der Stromkreis des Vorschaltgerätes
durch Verdampfen der Schicht unterbrochen.
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Diese Anordnung läßt sich, da sie sehr flach ausgebildet ist sowohl
in den Spulenkörper als auch in die Deckisolation der Drosselspule einbauen. Der
Temperaturbegrenzer kann auch zurr nachträglichen Einbau in eine bisher noch ungeschützte
Le-uchteverwendet werden, beispielsweise durch Einschieben zwischen Vorschaltgeräteboden
und Leuchtenblech. In diesem Fall kann
der Begrenzer durch eine
Folie isoliert werden. Die Leuchtenverdrahtung.ist zu diesem Zweck geringfügig zu
ändern, um den Temperaturbegrenzer in den Stromkreis der Leuchte bzw. des Vorschaltgerätes
einzuschalten.
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Bei dem in den Pig. 1 und 12 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
der Temperaturbegrenzer aus einem Auslöseorgan, das als Spiralfeder 12,13 ausgebildet
ist, die im gestreckten Zustand durch Tauchen in ein Löt- oder Thermoplastbad fixiert
bleibt. Die Feder wird, sofern sie in ein Lötbad@getaucht ist, mit einer temperaturbeständigen,
elektrisch isolierenden Hülse üb6rzogen,_Ein solcher Überzug ist nicht unbedingt
erforderlich, wenn die Feder dieses Temperaturbegrenzers in einem elektrisch isolierend
wirkenden Thermoplastbad getränkt ist. Der Einbau der Feder wird in dem fixierten
Zustand im. Wärmekontakt zur zu schützenden Drosselspule vorgenommen und in den
Drosselkreis eingeschaltet. Nach der Tränkung des Vor-`schaltgerätes liegen auch
die angelöteten Drahtenden dieses Temperaturbegrenzers-mechanisch fest. Das 9.uslöseorgan
spricht beim Erreichen der gerade noch zulässigen Übertemperatur der Drossel an
und unterbricht den Stromkreis, und zwar ist zur Auslösung sowohl der die Feder
umgebende Thermoplast oder die Lötlegierung als auch die Lötstelle, durch welche
die Feder mit der Wicklung verbunden ist, flüssig geworden.
| bzvr. |
| Vorteilhaft sind wegen ihres Einbaues u,t:dihrer Schaltung
ihrer |
Schaltweise-besonders die in den Fig. 13 und 14 abgebildeten Temperaturbegrenzer.
Das Auslöseorgan ist hierbei eine in einem formschlüssigen Isolierbehälter 14 untergebrachte
Drahtfeder 15 oder Blattfeder 16, die im vorgespannten Zustand zwischen den Stromzuführungen
17,18 eine Lötstelle bildet. Während die Vorspannung der Feder 15 bei dem .Begrenzer
nach Fig. 13 durch Aufrollung der Feder auf einen Bolzen 2o erzielt ist, entnimmt
die Blattfeder 16 bei dem Begrenzer nach
Fg: 14 ihre Vorspannung
durch entsprechendes Versetzen der Feder an der Stromzuführung 1S.' In der Fig.
15 ist in einem Beispiel dargestellt, in welcher Wise der An- und Aufbau der bisher
geschilderten Temperaturbegrenzer 21 vorgenommen werden kann. Der Temperaturbegrenzer
liegt hier auf Papierzwischenlagen 2G- und im Wärmekontakt unmittelbar neben der
Wicklung 23 der Drosselspule und kann so jeder Temperaturveränderung der Drossel
folgen.
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Wenn die Einbauverhältnisse einen unmittelbaren Zusammenbau der Drossel
mit dem Temperaturbegrenzer nicht zulassen, so kann auch das Auslöseorgan als Lötstelle
zwischen einen auf der Drosselwicklung untergebrachten Wärmeleitstreifen und einer
außerhalb befindlichen Zugfeder ausgebildet sein. In der Fig. 16 ist eine derartige
Ausführung abgebildet. Ein Messing-, Alu oder-Kupferblechstreifen 24 ist in die
@1icklung 25 eingeführt. Dieser Metallstreifen 24 sorgt für die Wärmeleitung zu
einer Lötstelle 26, an der der Metallstreifen eingefaßt und mit einer Zugfeder 27
mit einem zweckmäßig gewählten Lot verlötet ist. Die Zugfeder wird nach dem Anlöten
gespannt und mit dem anderen Ende, nachdem die Feder mit einem isolierenden und
weiten Überzug versehen ist, in der Anschlußklemme 28 befestigt. Auf diese Weise
übernimmt die Feder auch die Stromzufuhr. Bei einer Erwärmung der Wicklung 25 leitet
der Messing- oder Alustreifen 24 die Wärme an die Lötstelle: Das Lot schmilzt falls
die zulässige Temperatur überschritten wird und die gespannte'Feder unterbricht
die Stromzufuhr dadurch, daß sie zusammenschnellt.
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Eine andere Ausführung zeigt die Fig. 17. Bei dieser ist ein handelsüblicher
Temperaturbegrenzer 29, der aus einer in einem Glasröhrchen befindlichen Feder besteht,
die gespannt und mit den Kappen verlötet ist. Ein Messing-, Alu- oder
Kupferstreifen
ist zwischen Wicklung 3o und Außenkern 31 eingelegt und aua anderen über den Rand
des Außeüksrnes 31 vorstehenden Ende eingerollt. in diese Rollung 32 ist das Auslöseorgan,so
eingesteckt, daß die Ka'p'pen des Temperaturbegrenzers an der Blechrolle anliegen:-
Die Anochlußenden sind elektrisch in entsprechender Weise I in den Stromkreis eingeschaltet.
Trotz der relativ großen Entfernung von der Wicklung-wird die Wärme durch das Blech
gut an den.Temperaturbegrenzer herangeführt, so daß im Schadensfall eine schnelle
Auslösung erfolgt. . °' Die Verwendbarkeit der Erfindung ist allerdings nicht auf.
die geschilderten Beispiele beschränkt, sondern es sind noch entsprechende anders
Auslöseörgane möglich., wie Thermosicherungen,, Bimetallstreifen und Federn jeglicher
` Art sowie Abwandlungen davon, die alle einen wirtschaftlich' brauchbaren Temperaturbegrenzer
ergeben,