DE440392C

DE440392C - Thermostat zur Abschaltung bei UEbertemperatur oder UEberstrom

Info

Publication number: DE440392C
Application number: DEP50381D
Authority: DE
Original assignee: PAUL ELEK K GmbH
Current assignee: PAUL ELEK K GmbH
Publication date: 1927-02-07

Description

Die Neuerung besteht darin, daß die bei einigen allotropen Umwandlungspunkten diemischer Stoffe auftretende sprunghafte Veränderung des elektrischen Leitvermögens dieser Stoffe zur Sicherung gegen Übertemperatur oder Überstrom ausgenutzt wird. Man kann hierzu sowohl Stoffe mit sprunghafter positiver wie negativer Zunahme des Leitvermögens verwenden. Eine sprunghafte

ίο Veränderung des Leitvermögens tritt in vielen Fällen auch bei Änderung des Aggregatzustandes auf.

Eine außerordentlich unstetige Veränderung der Leitfähigkeit tritt bei dem bei etwa 175⁰ liegenden Umwandlungspunkt des Silbersulfids ein, das unterhalb dieses Umwandlungspunktes den Strom so gut wie gar nicht leitet, während es nach Übergang in den allotropen Zustand etwa die Leitfähigkeit des Graphits annimmt. Im Gegensatze hierzu geht das Silberselenid bei seinem etwa bei 135⁰ gelegenen Umwandlungspunkt auf die Hälfte seiner vorherigen metallischen Leitfähigkeit zurück.

s5 Es besteht in der Praxis das Bedürfnis, bei Apparaten, bei denen die in eingebauten Widerständen erzeugte Joulesche Wärme zu den verschiedensten praktischen Zwecken ausgenutzt wird, bei denen anderseits aber die Temperatur einen gewissen Höchstpunkt nicht überschreiten darf, einen Thermostaten vorzusehen, der bei Überschreitung dieser Temperaturgrenze den Strom abschaltet. Dies ist in einfacher Weise dadurch möglich, daß man innerhalb des Apparates den Strom abzweigt und über ein ebenfalls in diesem Apparat an geeigneter Stelle angebrachtes Element aus Silbersulfid o. dgl. führt, von wo der Strom über einen selbsttätigen Ausschalter beliebigen Systems geleitet wird. Das Thermostatelement ist an einer derartigen Stelle anzubringen, daß es möglichst in dem Augenblicke die Temperatur seines Umwandlungspunktes erreicht, wo die zu schützenden Teile, des Apparates ihre höchstzulässige Temperatur überschreiten. In dem Augenblick, wo der Umwandlungspunkt erreicht wird, geht ein erheblicher Teil des Stromes über den selbsttätigen Ausschalter, der jetzt den Stromkreis unterbricht. Benutzt man einen Thermostaten mit negativ unstetiger Veränderung der Leitfähigkeit am Umwandlungspunkt, so kann durch Differentialschaltung ebenfalls eine Abschaltung des Stromes am Umwandlungspunkt durch den in die Abzweiguhg des Thermostaten eingebauten Selbstschalter herbeigeführt werden.

Diese Anordnung kann sinngemäß auch ; dort verwandt werden, wo die Wärme nicht durch elektrische Energie erzeugt ist, wo aber <>o ebenfalls eine gewisse Höchsttemperatur nicht überschritten werden darf. Hier ist allerdings ein Thermostat vorzuziehen, der unterhalb seines Umwandlungspunktes praktisch keine Leitfähigkeit aufweist und der einen im Normalfalle offenen Leitungskreis bei Erreichung des Umwandlungspunktes über eine elektromagnetisch gesteuerte Wärmedrosselvorrichtung schließt.

Diese Erscheinung eignet sich ferner in einfacher Weise zur Sicherung elektrischer Leitungen gegen Überstrom. In diesem Falle kann die Erreichung des Umwandlungspunktes bei Überstrom direkt oder indirekt erzielt werden, indem einmal leitende Stoffe in ihrem Querschnitt derartig abgestimmt werden, daß sie den Umwandlungspunkt bei Überstrom infolge in ihm auftretender Joulescher Wärme erreichen oder indem Thermostaten aus nichtleitenden Stoffen durch einen vom Hauptstrom durchflossenen in seinem Querschnitt ebenfalls auf die Sicherungshöhe abgestimmten Widerstand durch dessen Joulesche Wärme bei Überstrom indirekt ebenfalls auf den Umwandlungspunkt gebracht werden und jetzt einen Nebenstromkreis über einen Selbstschalter schließen.

Man kann aber auch diesen unterhalb ihres Umwandlungspunktes schlecht leitenden Stoffen metallisch leitende Stoffe beimengen und sie dadurch auch unterhalb des Umwandlungspunktes auf eine gewisse Leitfähigkeit bringen. Dann wird die am Umwandlungspunkt auftretende Veränderung des Leitvermögens am zweckmäßigsten ebenfalls durch Differentialschaltung über einen Selbstschalter zur Stromabschaltung benutzt.

In der Zeichnung Abb. 1 bis 4 wird die Neuerung beschrieben. Abb. 1 stellt eine Sicherung gegen Übertemperatur mit unter-

halb des Umwandlungspunktes praktisch nicht leitenden Thermostaten dar. Der Widerstand α erzeugt die für die Arbeitsleistung des Apparates erforderliche Wärme. Von dem Hauptstrom ist der Thermostat b abgezweigt, der über den Selbstschalter c den Hauptstromkreis überbrückt und diesen bei Übertemperatur durch den dann auftretenden Nebenstrom öffnet. Der Thermostat b der Abb. 2 ist bei Normaltemperatur gut leitend und verringert am Umwandlungspunkt sprunghaft seine Leitfähigkeit. Der Hauptstrom fließt über die Spule d_v der Nebenstrom des Thermostaten über die Spule d₂. In den Spulen Cf₁, d.₂ befindet sich der gemeinsame bewegliche Eisenkern e. Erreicht der Thermostat seinen Umwandlungspunkt, so ändert der Eisenkern" infolge der Verschiebung der Amperewindungszahlen der Spulen gegeneinander innerhalb der Spulen seine Lage und schlägt gegen den Hebel /, der einen Drehschalter auslöst und hierdurch den Stromkreis öffnet.

Abb. 3a und 3b stellen eine Sicherung gegen Überstrom mit einem Thermostaten dar, der unterhalb des Umwandlungspunktes gut leitet, wobei der Thermostat b_t der Abb. 3a am Umwandlungspunkt eine positive, der Thermostat b₂ der Abb. 3b am Umwandlungspunkt eine negative sprunghafte Veränderung der Leitfähigkeit aufweist. In beiden Fällen überwiegt am Umwandlungspunkt die magnetische Kraft der Spule d_t über die Spule d₂ auf den gemeinsamen Eisenkern e, so daß dieser den Hebel / bewegt, der seinerseits in bekannter Weise einen Drehschalter o. dgl. auflöst, χ ist ein kleiner Kompensationswiderstand.

Abb. 4a und 4b sind Ausführungsbeispiele der Sicherung mit unterhalb des Umwandlungspunktes praktisch nicht leitenden Thermostaten. Abb. 4a zeigt den auf die Sicherungshöhe abgestimmten, vom Hauptstrom durchflossenen Widerstand g, der bei Überstrom oder Kurzschluß die dünne Schicht h des in Frage kommenden chemischen Stoffes (beispielsweise Silbersulfid) auf ihren Umwandlungspunkt bringt. Ist der Umwandlungspunkt erreicht, so geht ein Teil des Stromes über die Metallscheiben i_lt i₂ zu der Magnetisierungsspule k, die in Abb. 4a den gesamten Strom in /, in Abb. 4b nur den Hauptstrom in m öffnet. Die Anordnung der Abb. 4b hat den großen Vorteil, daß der Hauptstrom funkenfrei abgeschaltet werden kann, weil hierdurch der Gesamtstrom praktisch unbeeinflußt bleibt. Sobald der Hauptstrom abgeschaltet ist, hört die Erhitzung des allotrop aktiven Stoffes auf, die Metallplättchen lassen infolge raschen Temperaturausgleiches diesen Stoff fast gleichzeitig unter die Temperatur des Umwandlungspunktes sinken, wodurch auch der Nebenschluß geöffnet wird. Diese Vorrichtung ermöglicht es, mittels geeigneter Anordnung auch bei höherer Spannung Überstrom und Kurz- ^; Schluß funkenfrei abzuschalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Thermostat zur Abschaltung bei Übertemperatur oder Überstrom, gekennzeichnet durch die Verwendung solcher chemischen Stoffe, die an irgendeinem Temperaturpunkt, sei es unter oder ohne Änderung ihres Aggregatzustandes, eine sprunghafte Veränderung ihres elektrischen Leitvermögens aufweisen.

2. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein solches von Übertemperatur oder Überstrom beein-

« flußtes, auch unterhalb des Umwandlungspunktes gut leitendes Element aus allotrop wirksamem Stoff in einem vom Hauptstrom abgezweigten Kreis eingebaut ist, und daß je eine in Haupt- und Nebenkreis eingebaute Magnetisierungsspule auf einem gemeinsamen Eisenkern wirkt, zum Zweck, durch die am Umwandlungspunkt auftretenden Stromverschiebungen beider Kreise und durch die hierdurch entstehende Umstellung des Eisenkerns der Spulen mechanisch den gesamten _go Stromkreis zu öffnen.

3. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterhalb des Umwandlungspunktes praktisch nicht leitendes, im Nebenschluß., vorgesehenes Element bei Übertemperatur oder Überstrom den Nebenkreis schließt und hierdurch elektromagnetisch den Gesamtstrom öffnet.

4. Thermostat nach Anspruch ι und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Sicherung gegen Überstrom und Kurzschluß das Element durch'einen im Querschnitt auf die Sicherungshöhe abgestimmten, vom Hauptstrom durchflossenen Widerstand auf die Temperatur des Umwandlungspunktes gebracht wird.

5. Thermostat nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Nebenkreise nur der Hauptstrom elektromagnetisch geöffnet wird, während der Nebenstrom sich selbsttätig durch Herabsinken des Elementes unter die Temperatur des Umwandlungspunktes öffnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.