DE316231C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrisch geheizte Kontaktthermometer, vorzugsweise solche, in denen eine Flüssigkeit verdampft wird, deren Dampfdruck zur Betätigung von Hilfskontakten dient. Als Flüssigkeitsbehälter wird dabei ein Rohr benutzt, das entweder selbst Strom führt und so unmittelbar geheizt wird oder das mit dem Maschinenteil, dessen Temperatur überwacht werden soll, in Berührung

ίο gebracht und so durch Wärmeübertragung geheizt wird. Der bei Erwärmung der Flüssigkeit entstehende Dampfdruck wirkt auf eine Membran, die bei einem bestimmten Druck durchgebogen wird und hierbei eine Kontaktvorrichtung für einen Ausschalter o. dgl. betätigt. Die Erfindung betrifft insbesondere die Ausbildung der Thermometerröhren und der Wärmeübertragungsvorrichtung für mittelbare und unmittelbare Heizung, sowie der Membranbefestigung am Ende. des Rohres.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes angegeben Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen Ausführungen

2.5 eines unmittelbar durch /Stromdurchfluß geheizten Heizrohres, in dem die zu verdampfende Flüssigkeit enthalten ist. Das Heizrohr 1. ist mit seinen Enden in den Hauptklemmen 2 und 3 befestigt. Die eine dieser Klemmen enthält zugleich die Membran 4, deren Bewegung zur Betätigung von Hilfskontakten 5 dient. Erfindungsgemäß sind die Röhren in den Klemmen derart befestigt, d'aß das Rohr in die eng umschließende Klemme gesteckt und durch einen schwach konischen Dorn 6, der straff eingeschlagen .ist, in dieser gehalten wird. Es wird dadurch ohne jedes umständliche und teure Löten — bei den starken Temperaturunterschieden käme nur Hartlöten in Frage —, Schweißen o. dgl. eine elektrisch gut leitende Verbindung und außerdem ein vollständig gasdichter Abschluß erzielt. Der Dichtungskonus wird erfindungsgemäß mit einer Bohrung 7 versehen, wenn eine Verbindung des Rohrhohlraumes mit dem von der Membran abgeschlossenen Raum hergestellt werden soll.

Ähnliche' Anordnungen sind für die Befestigung von Siederöhren bei Dampfkesseln bekannt. Indessen handelt es sich im vorliegenden Falle um die Lösung ganz anderer 'Aufgaben. · ..■ ■

Fig. 4 zeigt eine Ausführung der Rohrabdichtung, bei der ein Druckring 8 das Rohr umgibt, in das in gleicher Weise, wie vorher beschrieben, der konische Dorn 6 eingeschlagen ist. Eine^Jan sich beliebige Klemmvorrichtung 9 ■ dient hierbei zur Stromverbindung.

In entsprechender Weise wie das Heizrohr ist auch erfindungsgemäß die Membran 4 gasdicht mit den umgebenden Teilen verbunden. In ' Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel in größerem Maßstäbe gegeben. In einer Bohrung des als Klemme dienenden Teiles 3 ist straff passend die kapseiförmige Membran 4 eingeschoben. Sie wird gehalten durch di.e schwach konische Scheibe 10,. die fest einge-

La

preßt ist. In dieser Scheibe ist in der bereits beschriebenen Weise das Heizrohr ι mittels des durchbohrten Börnes 6 befestigt. Das Heizrohr ι kann natürlich auch, wie in Fig. ι bis 3, in der Klemme 3 befestigt sein.

• Um das Heizrohr gegen jede mechanische Beanspruchung zu sichern, sind erfindungsgemäß die dasselbe tragenden Klemmen mechanisch miteinander verbunden, jedoch elektrisch vermittels einer geeigneten Zwischenlage 19 voneinander isoliert, wie beispielsweise in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Der die beiden Klemmenschienen verbindende Konstruktionsteil kann erfindungsgemäß derart ausgebildet sein, daß er als gegen Luftzug und mechanische Berührung schützende Umhüllung des Heizrohres 1 dient. Eine derartige Ausführung zeigt Fig. 1. Das Verbindungsstück 11 umschließt als geschlossene Haube das Heizrohr 1. Diebeiden Anschlußschienen erscheinen, da sie nur durch den schmalen Spalt 12 voneinander getrennt sind, als fortlaufendes Ganze und der Aufbau des ganzen Zeitelementes wird dadurch äußerst gedrängt und übersichtlich.

Eine Anordnung, bei der erfindungsgemäß mehrere. für verschiedene Stromkreise bestimmte Heizrohre in einen gemeinsamen Expansionsraum mit einer einzigen Membran münden, zeigt Fig. 6. Die Heizrohre 21, 31, 41, die von dem gemeinsamen und in der Klemme 2 angeordneten Druckraum 13 abgezweigt sind, sind an den Klemmen 23, 33, 43 in der vorher beschriebenen \¥eise gut leitend und gasdicht befestigt. Bei Überlastung eines der Stromkreise wird die Flüssigkeit in dem entsprechenden Heizrohr verdampft, die Membran wird ausgebpgen und der gemeinsame Schalter 20 dadurch ausgelöst.

Um ein Heizrohr, wie es in Fig. 3 -dargestellt ist, vor 'Verbrennen bei heftigen Kurzschlüssen oder bei Versagen der Auslöseoder Abschaltvorrichtung zu schützen, ist erfindungsgemäß ein Kurzschlußkontakt 18 angeordnet, der kurze Zeit später als die Auslösevorrichtung durch die Membran betätigt wird. Da der Gasdruck infolge starker Erhitzung, bedeutend ansteigt, werden die Kontakte 18 mit starkem Druck gegeneinander gepreßt und so sicher das Heizrohr 1 kurzgeschlossen und dadurch vor Beschädigung geschützt.

Oft ist es zweckmäßig, für das Heizrohr ein dünnes biegsames Rohr zu verwenden, das an dem zu beheizenden Ende mit dem ,betreffenden Maschinenteil in Berührung gebracht wird. Erfindungsgemäß wird diese Berührung durch folgende in den Fig. 7 und 8 dargestellte Einrichtung möglichst innig gestaltet, so daß die Wärme gut auf das Rohr übertragen wird. In dem zu schützenden Maschinenteil 24 ist ein Metallrohr 14 (Fig. 7) : oder ein prismatisches Metallstück 15 (Fig. 8) mit entsprechender Bohrung eingelassen. Das Heizrohr 1 ist wellenförmig gebogen und mit mäßiger Reibung in das Rohr 14 bzw. das Metallstück 15 eingeschoben. Das Maß der Heizwirkung wird erfindungsgemäß dadurch verändert, daß das Heizrohr 1 verschieden : tief in das Rohr 14 oder das Metallstück 15 eingeschoben wird. Ist der zu schützende Maschinenteil eine AVickl.ung,' so wird zweckmäßig das Heizrohr 1 in an sich bekannter Weise mit in die Wicklung eingewickelt, wo-

• bei es gegebenenfalls besonders von dieser isoliert wird. Erfindungsgemäß kann ein Teil der Wicklung auch als das das Heizrohr aufnehmende Rohr ausgebildet werden, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Ein an geeigneter Stelle liegendes Wicklungsstück ist als Rohr 17 ausgebildet, in das das Ende des Heizrohres 1 eingeführt ist. Gegebenenfalls kann auch das Heizrohr 1 selbst als Teil der Wicklung dienen, wie in Fig. 10 gezeichnet ist. Durch geeignete Querschnittsbemessung des Rohres 17 bzw. des Heizrohres 1 hat man es in der Hand, seine Wärmeträgheit gleich oder kleiner als die der zu schützenden Wicklung zu machen, so daß die Höchsttemperatur des ; Zeitelementes zugleich oder früher als die der Wicklung erreicht und die Auslösevorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird.

In den Fig. 11 bis 13 ist eine weitere Ausbildungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, bei der das Rohr 1, welches die : zn verdampfende Flüssigkeit enthält und wie j vorstehend ' erläutert geheizt wird, noch von ; einem besonderen, zusätzlichen Heizwider-■ stand 10 umgeben ist. Diese Anordnung bietet j den Vorteil, daß für verschiedene Strom- ! stärken die gleiche Ausführung des Heizrohres und Kohtaktapparates (Fig. 11) ver- ! wendet werden kann, wodurch die Fabrikation und die Lagerhaltung sehr vereinfacht wird. Damit das Heizrohr. bei dieser An-Ordnung auch vom Strom durchflossen wird und so die Wärme nicht nur durch Berührung [ von außen übertragen, sondern zum Teil im ! Heizrohr selbst erzeugt wird, ist erfindungsgemäß das Heizrohr mittels der Muttern 20 in dem an den Enden 22 geschlitzten und mit : konischem Gewinde versehenen Heizwiderstand festgeklemmt. Durch geeignete Wahl ; des Materials des Heizrohres (gleiche oder höhere Leitfähigkeit) wird die Stromdichte

• derart gewählt, daß die Temperatur des Heizrohres gleich oder höher als die des Heizj Widerstandes wird. Die Wärmeträgheit und ι damit die Zeitkonstante des gesamten Zeitelementes wird hauptsächlich durch die Masse des Heizwiderständes bestimmt.

Um in gewissen Fällen die Auslösezeit des

Claims (25)

Relais in einem bestimmten Überlastungsgebiet zu verkürzen, wird erfindungsgemäß ein Teil des Heizrohres ι parallel zu dem Heizwiderstand bzw. dem darin befindlichen Stück des Heizrohres I geschaltet, wie in Fig. 13 dargestellt ist. Ohne diese Parallelschaltung verliefen die Schaltzeiten des Relais in Abhängigkeit vom Strom etwa gemäß der Kurve a-b in Fig. 14. Das freiliegende Rohrstück 26 ist infolge seiner kleinen Masse bedeutend weniger wärmeträge. Seine Strom-. zeitlinie, bezogen auf den Gesamtstrom, hat etwa einen Verlauf, wie durch die Kurve -c-d angedeutet ist. Die gesamte Anordnung arbeitet also, da für die Auslösezeiten immer die kürzeren Zeiten in Frage kommen, nach der stark ausgezogenen Kurve. Man ersieht, daß im oberen Stromgebiet die Zeiten verkleinert worden sind. Die Lage des Schnittpunktes der beiden Kurven wird erfindungsgemäß dadurch geändert, daß die Länge des parallel geschalteten freiliegenden Rohrstückes mittels der verschiebbaren Klemme 25 verschieden eingestellt wird. Erfindungsgemäß kann diese Einstellung des Relais auch durch folgende Anordnung erzielt werden. Der Heizwiderstand besteht aus mehreren parallel geschalteten Heizstäben (Fig. 12), die verschiedene Durchmesser, aber gleiche Bohrungen besitzen. Durch Einführung des Heizrohres in verschiedene Stäbe wird die Kurve a-b verlegt, während die Kurve c-d die gleiche bleibt. Es ist auch möglich, das Heizrohr gleichzeitig durch mehrere Heizstäbe hindurchzuführen und dadurch die Zahl der möglichen Kurven a-b weiter zu vermehren. Für die Fälle, in denen außer der verzögerten Auslösung durch das thermische Relais noch eine unverzögerte Auslösung bei etwa zwei- bis dreifachem Normalstrom erwünscht ist, dient erfindungsgemäß das Heizrohr ι des thermischen Relais als Wicklung des Elektromagneten 27 (Fig. 15) des unverzögerten Relais, so daß eine besondere und bei hohen Stromstärken teure Erregerwicklung erübrigt wird. In einfachster Weise werden, wie in Fig. 15 gezeichnet ist, die Kontakte 28 des unverzögerten Relais parallel zu denjenigen (5) des thermischen Relais ■ geschaltet. 29 bedeutet die Auslösespule des Hauptschalters. : Erfindungsgemäß werden weiter die Heizwiderstände bzw. die Heizrohre bei besonders hohen Stromstärken in der Anlage selbst als Meßinstrumentwiderstand ausgebildet oder' mit einem solchen durch Parallelschalten vereinigt. Zu diesem Zwecke sind sie aus einem Material von möglichst geringem Temperaturkoeffizienten hergestellt, und ihr Widerstand ist so gewählt, daß der Spannungsabfall gleich dem für das übliche Meßinstrument wird. In diesem Falle erhält der als Meßwiderstand eingerichtete Heizwiderstand Schrauben zum Anschluß eines Meßinstrumentes, wie aus Fig. 12 zu ersehen ist. Durch diese Anordnung wird ein besonderer Meßwiderstand erspart. Pat ε ν τ - A ν sp rü c η ε :

1. Thermisches Überstromzeitrelais mit elektrisch beheizter Flüssigkeit, deren Dampfdruck auf eine Membran übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das die Flüssigkeit enthaltende Rohr dadurch mit den Anschlußklemmen elektrisch gut leitend und gasdicht verbunden ist, daß es in eine eng passende Bohrung der Klemme, eingeführt und¹ durch einen schwach-konischen,-straff eingeschlagenen Dorn gehalten ist.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Anschlußklemme zu befestigende Rohrende durch einen durchbohrten Konus gehalten und die Öfinung in der Anschlußklemme durch eine Membran verschlossen ist, auf die somit der in dem Rohr entstehende Dampfdruck übertragen wird.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizrohr von einem Druckring umgeben ist, gegen den der konische Dorn das Rohr anpreßt, während der gut leitende elektrische Anschluß durch eine Klemme an dem Rohr selbst erfolgt (Fig. 4).

4. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran als Napf ausgebildet ist und durch eine schwach konische Scheibe in.entsprechender Weise — wie das Heizrohr durch den Konus ·— in der Anschlußklemme gasdicht gehalten wird (Fig. 5).

5. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Heizrohr tragenden Anschlußklemmen fest, aber (bei 19) isoliert miteinander verbunden sind (Fig. 1 und 2).

6. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Klemmen verbindende Stück (11) als Kapsel für das Heizrohr ausgebildet ist (Fig. 1).

7. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Klemmen verbindende Stück hinter diesen liegt und die beiden nur durch einen schmalen Spalt getrennten Klemmen äußerlich als fortlaufende Schiene angeordnet sind (Fig. 1).

8. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

Auslösevorrichtung des

in einem einzigen Überdruckraum mehrere ■ nach verschiedenen Stromkreisen führende Heizrohre einmünden (Fig. 6).

9. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Gasdruck der Flüssigkeit ausgebogene Membran nach Betätigung eines Relaiskontaktes einen Kurzschlußkontakt (18 in Fig. 3) schließt, falls die durch den Relaiskontakt zu schaltende,
Hauptschalters versagt.

10. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne Heizrohr biegsam und an seinem zu beheizenden Ende mit dem zu schützenden Maschinenteil in Berührung gebracht ist (Fig. 7 und 8).

11. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 1.0, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Heizrohres in eine in der Maschine befestigte Fassung mit Reibung eingeführt ist.

12. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Heizrohres gekrümmt oder wellenförmig gebogen ist (Fig· 7),

13. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Höchsttemperatur, bei der das Relais anspricht, durch Veränderung der mit der Fassung in Berührung stehenden Rohrlänge geändert wird.

14. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 10 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil einer zu schützenden Wicklung als hohler Leiter ausgebildet ist, in den das zu beheizende Ende des Heizrohres eingeführt ist (Fig. 9).

15. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Heizrohres selbst als Teil der zu schützenden Wicklung dient (Fig. 10).

16. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher, in den zu schützenden Stromkreis eingeschalteter Heizwiderstand (10) das Thermometerrohr (Heizrohr) eng umschließt (Fig. 12 und

17. Thermisches Überstromzeitrelais

nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermometerrohr elektrisch gut leitend mit dem Heizwiderstand verbunden ist und selbst, soweit es sich im Widerstand befindet, von einem entsprechenden Teilstrom durchflossen und geheizt wird.

18. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermometerrohr durch konzentrische, auf die geschlitzten Enden des Widerstandes aufgeschraubte Muttern fest und gut leitend mit diesem verbunden ist.

19. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand aus einem Material geringerer Leitfähigkeit " als das Heizrohr besteht, so daß die Stromdichte und damit die Temperatur des Heizrohres höher ist als die des Widerstandes.

20. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des freiliegenden Thermometerrohres parallel zum Heizwiderstand geschaltet ist (Fig. 13).

21. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des parallel geschalteten Rohrstüekes vermittels einer verschiebbaren Klemme (25) einstellbar gemacht ist.

22. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 16 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand . ■ (10) aus mehreren parallel geschalteten Hohlstäben von verschiedenem Außendurchmesser besteht, in deren einen das Thermometerrohr wahlweise eingeführt wird, zum Zwecke, eine veränderliche Wärmeträgheit des Relais zu erzielen (Fig. 12).

23. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermometerrohr gleichzeitig durch mehrere Widerstandsstäbe hindurchgeführt ist.

24. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizrohr als Erregerwicklung für den Magnet eines un~ verzögerten Überstromzeitrelais dient (Fig· 15).

25. Thermisches Überstromzeitrelais nach Anspruch ι oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der .Heizwiderstand aus einem Material von möglichst kleinem Temperaturkoeffizienten als Meßwiderstand eingerichtet oder mit einem solchen parallel geschaltet ist (Fig. 12).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.