DE1564844C - Magnetisch betätigter Wärmeschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetisch nen Lage bleibt, auf, so daß auf diese Weise die Wirbetätigten Schalter, der einen zur Steuerung dienen- kung der erhöhten Spannung im Schalter selbst ausden, unter Federwirkung stehenden Anker aus einem geglichen wird. Umgekehrt werden bei verringerter Material aufweist, das bei Erhitzen seine magnetische Betriebsspannung die Wicklungen des ersten und Permeabilität verliert. 5 zweiten Elektromagneten eine geringere Kraft auf den

Bei bekannten thermomagnetischen Relais, die mit Anker ausüben; der Anker würde daher früher ab-

dem Effekt des Curie-Punktes arbeiten, werden Per- fallen, er wird sich aber in seiner angezogenen Stel-

manentmagnete benutzt, welche das Relais sehr emp- lung infolge der geringeren Betriebsspannung lang-

findlich gegen Spannungsänderungen machen; denn samer erhitzen und damit die Zeitspanne, bis er ab-

je höher die Spannung ist, desto schneller erhitzt io fällt, verlängern, so daß die auf ihn wirkende

sich der Anker mit dem Ergebnis, daß die Zeit- schwächere Kraft der Elektromagnete durch den

spanne, in der der Anker angezogen ist, verkürzt langsameren Temperaturanstieg im Anker kompen-

wird, während umgekehrt bei niedrigerer Spannung siert wird.

die Zeitspanne, in der der Anker angezogen ist, ver- Da bei dem Schalter nach der Erfindung unter-

längert wird. Dies ist besonders dann nachteilig, wenn 15 schiedliche Konstruktionswerte für die beiden Elek-

ein derartiger Schalter dazu benutzt wird, Richtungs- tromagnete zugrunde gelegt werden können, sind auch

Signallampen von Kraftfahrzeugen zum Blinken zu verschiedene Werte für die »Haltekraft« und die

bringen. »Anzugskraft« möglich. Das Einstellen des Schalters

Dieser Mangel wird nach der Erfindung dadurch auf eine gewünschte Frequenz und ein gewünschtes

beseitigt, daß der Anker, wie an sich bekannt, mit 20 Hell-Dunkel-Verhältnis bei Verwendung dieses

zwei Elektromagneten zusammenwirkt, von denen der Schalters für Blinkleuchten ist dadurch erleichtert,

eine eine Wicklung mit hohem elektrischen Wider- Von besonderem Vorteil ist bei dem Schalter nach

stand und der zweite eine Wicklung mit niedrigem der Erfindung auch sein einfacher Aufbau mit nur

elektrischen Widerstand aufweist, wobei der erste einem einzigen beweglichen Teil, der eine lange

Elektromagnet, wenn er erregt wird, den Anker an- 25 Lebensdauer auch bei hoher Belastung der Kontakte

zieht und ihn entgegen seiner Federwirkung in eine sichert.

angezogene Stellung bringt, in der der Stromkreis Bei einem bekannten, magnetisch betätigten Schutz-

durch den zweiten Elektromagneten geschlossen und rohrankerkontaktrelais mit thermischer Steuerung

die Wicklung des ersten Magneten überbrückt ist, sind im Magnetkreis Teile aus temperaturabhängigem,

und der zweite Elektromagnet den Anker in der an- 30 ferromagnetischem Material enthalten. Dieses wird

gezogenen Stellung hält, bis er infolge der durch den durch Permanentmagnete oder das Feld einer Wick-

Stromdurchfluß hervorgerufenen Erwärmung seine lung erregt. Die zur Steuerung des Magnetflusses cr-

magnetische Permeabilität verliert. forderliche Wärme wird durch besondere Bau-

Bei diesem Schalter sorgt also der erste Magnet für elemente innerhalb des Schulzrohres erzeugt. Nach

die Kraft, um den Anker anzuziehen und in den 35 Einschalten der Wärmequelle heizen sich die Zungen

Stromkreis einzubeziehen. Er schaltet dabei die der Kontakte auf, so daß sie unmagnetisch werden

Energiequelle in Reihe mit dem Verbraucher, bei- und die Kontakte unter dem Einfluß der auf sie ein-

spielsweise die Leuchten eines Kraftfahrzeuges, die wirkenden Federkräfte betätigt werden. Mittel, mit

zum Blinken gebracht werden sollen. Da die Wick- denen der Einfluß von Spannungsänderungen auf

lung dieses Magneten aber einen hohen elektrischen 40 den Schaltzeitpunkt kompensiert werden können,

Widerstand hat, wird .verhindert, daß die Lampen sind bei diesem bekannten Relais nicht vorgesehen,

leuchten. Es ist auch eine Blinksignaleinrichtung bekannt,

Die Wicklung des zweiten Magneten mit dem nie- bei der zwei abwechselnd erregte Magnete auf einen

drigen elektrischen Widerstand, die die Wicklung des gemeinsamen, zu einem stumpfen Winkel gebogenen

ersten Magneten überbrückt, wenn der Anker an- 45 Anker einwirken und den um seinen Scheitel kippbar

gezogen ist, schaltet einen Leitungsweg mit niedrigem gelagerten Anker abwechselnd in die eine oder andere

Widerstand ein und bringt dadurch die Lampen zum Schaltstellung bringen. Von der Temperaturabhän-

Leuchten. Dieser Magnet ist stark genug, um den gigkeit des ferromagnetischen Materials wird hierbei

Anker gegen die Kraft seiner Feder in der angezoge- nicht Gebrauch gemacht.

nen Stellung zu halten. Dabei erhitzt sich der Anker 50 Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel nach bis zu seinem Curie-Punkt und verliert seine magne- den Ansprüchen an Hand schematischer Zeichnuntische Permeabilität, so daß er unter der Wirkung gen näher erläutert.

seiner Feder abfällt und die Überbrückung der Wick- Fig. 1 zeigt einen Schalter, bei dem der Anker

lung des ersten Elektromagneten aufgehoben wird. sich in der nicht angezogenen Stellung befindet;

Wenn bei diesem Schalter die Betriebsspannung 55 F i g. 2 zeigt den Schalter gemäß F i g. 1 bei anerhöht wird, wächst sowohl die »Anzugskraft« des gezogenem Anker.

ersten Magneten als auch die »Haltekraft« des Der in der Zeichnung dargestellte Schalter weist zweiten Magneten. Letzterer würde den Anker länger eine Basis 2 aus isoliermaterial, wie z. B. Phenolharz, gegen die Kraft seiner Feder in der angezogenen auf, die zwei Anschlußkontaktc 4 und 6 trägt, die in Lage halten, wenn nicht mit der größeren Betriebs- 60 die Basis eingegossen sind. Der Anschlußkontakt 4 spannung auch der Stromdurchgang durch den Anker trägt oberhalb der Basis 2 einen leitenden Stift 8, mit wachsen und dieser sich daher schneller auf den dem jeweils ein Ende der Wicklungen 10 und 12 Curie-Punkt erwärmen würde, so daß mit dem leitend verbunden ist. Die Wicklung 10, die einen schnelleren Temperaturanstieg ein schnelleres Ab- geringen Widerstand und relativ wenige Windungen fallen des Ankers erreicht wird. Die Wirkung der 65 aufweist, ist um einen U-förmigen Kern 14 gewickelt, größeren Haltekraft des zweiten Magneten und der Die Wicklung 12, die einen relativ großen Widerschnelleren Erwärmung des Ankers heben sich hin- stand und eine relativ große Anzahl von Windungen sichtlich der Dauer, die der Anker in der angezoge- aufweist, ist auf einen größeren U-förmiaen Kern 18

gewickelt. Ein aus einem Metall mit relativ niedriger Curie-Temperatur gebildeter Anker 22, z. B. aus einer Nickeleisenlegierung, die unter dem Handelsnahmen NILVAR erhältlich ist, oder aus einer Nickelstahllegierung, die unter dem Handelsnahmen INVAR erhältlich ist, ist an seinem unteren Ende beweglich an einem durch den AnschJußkontakt 6 gestützten Halteteil 24 angebracht. Der Anker 22 weist eine Federvorspannung auf, die den Anker in der in Fig. 1 gezeigten, nicht angezogenen Stellung zu halten sucht. Wenn der Anker angezogen wird, kommt der von ihm getragene Kontakt 26 an einen festen Kontakt 28 zur Anlage, der auf einem Haltearm 30 befestigt ist. Der Haltearm 30 ist isoliert auf der Basis 2 befestigt.

Das andere Ende der Wicklung 10 ist über den Haltearm 30 leitend mit dem Kontakt 28 verbunden und das andere Ende der Wicklung 12 ist mit dem Kern 18 verbunden, der in leitendem Kontakt mit dem Halteteil 24 steht.

Die Funktion der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Wenn ein Pol einer Energiequelle mit dem Anschlußkontakt 4 verbunden ist und zwischen den Anschlußkontakt 6 und den anderen Pol der Energiequelle eine Lampenbelastung geschaltet wird, fließt Strom vom Anschlußkontakt 4 über den Stift 8, die Wicklung 12, den Kern 18 und den Anschlußkontakt 6 zum Verbraucher. Der durch diesen Stromkreis fließende Strom reicht infolge der relativ hochohmigen Wicklung 12 nicht aus, um die Lampen der Belastung zum Leuchten zu bringen.

Der durch die Wicklung 12 fließende Strom erzeugt eine magnetische Kraft im U-förmigen Kern 18, die den Anker 22 anzieht und dabei den am Anker befestigten Kontakt 26 zur Anlage an den Kontakt 28 bringt, wie in F i g. 2 gezeigt ist. Daraufhin fließt Strom vom Anschlußkontakt 4 über den Stift 8 durch die Wicklung 10, den Haltearm 30, die Kontakte 28 und 26, den Anker 22, den Anschlußkontakt 6 zum Verbraucher. Die Wicklung 10 bildet einen niederohmigen Nebenschluß für die Wicklung 12. Der durch die Wicklung 10 und den Anker 22 fließende Strom reicht aus, um den Anker zu erhitzen und seine Temperatur auf den Curie-Punkt anzuheben. Der Strom reicht auch aus, um zu bewirken, daß die Lampen der Belastung leuchten.

Wenn die magnetischen Eigenschaften des Ankers 22 bei steigender Temperatur nachlassen und einen Punkt erreichen, an welchem die Federvorspannung im Anker stärker ist als die magnetische Anziehung, die durch den U-förmigen Kern 14 auf den Anker ausgeübt wird, schnappt der Anker in die in F i g. 1 gezeigte Stellung zurück, wodurch der Stromkreis und die Überbrückung der Wicklung 12 geöffnet werden. Dadurch wird die Spule 12 wieder erregt, wobei sie eine magnetische Kraft im U-förmigen Kern erzeugt, welche den Anker wieder anzieht, sobald er sich genügend abgekühlt und seine magnetischen Eigenschaften zurückgewonnen hat. Auf diese Weise wiederholt sich der Vorgang.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Magnetisch betätigter Schalter, der einen zur Steuerung dienenden, unter Federwirkung stehenden Anker aus einem Material aufweist, das bei Erhitzen seine magnetische Permeabilität verliert, dadurchgekennzeichnet, daß der Anker (22), wie an sich bekannt, mit zwei Elektromagneten (12,18; 10,14) zusammenwirkt, von denen der eine eine Wicklung (12) mit hohem elektrischem Widerstand und der zweite eine Wicklung (10) mit niedrigem elektrischem Widerstand aufweist, wobei der erste Elektromagnet (12,18), wenn er erregt wird, den Anker (22) anzieht und ihn entgegen seiner Federwirkung in eine angezogene Stellung bringt, in der der Stromkreis durch den zweiten Elektromagneten (10,14) geschlossen und die Wicklung (12) des ersten Magneten (12,18) überbrückt ist, und der zweite Elektromagnet (10,14) den Anker (22) in der angezogenen Stellung hält, bis er infolge der durch den Stromdurchfluß hervorgerufenen Erwärmung seine magnetische Permeabilität verliert.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder des Ankers (22) ihn in der nicht angezogenen Stellung zu halten sucht.

3. Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen feststehenden Kontakt (28), der mit einem am Anker (22) angeordneten beweglichen Kontakt (26) zusammenwirkt, wobei der feststehende Kontakt (28) mit dem einen Ende der einen niedrigen Widerstand aufweisenden Wicklung (10) und der bewegliche Kontakt (26) mit einem Anschlußkontakt (6) des Schalters verbunden ist, und wobei das andere Ende der niederohmigen Wicklung (10) mit einem zweiten Anschlußkontakt (4) des Schalters verbunden ist.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußkontakte (4, 6) des Schalters mit den beiden Enden der hochohmigen Wicklung (12) des ersten Elektromagneten (12,18) verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen