DE462737C - Durch einen Thermostaten gesteuerte Quecksilberschaltroehre - Google Patents

Durch einen Thermostaten gesteuerte Quecksilberschaltroehre

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DE462737C
DE462737C DEN25331D DEN0025331D DE462737C DE 462737 C DE462737 C DE 462737C DE N25331 D DEN25331 D DE N25331D DE N0025331 D DEN0025331 D DE N0025331D DE 462737 C DE462737 C DE 462737C
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K5/00Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
    • G01K5/48Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid
    • G01K5/56Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid
    • G01K5/62Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid the solid body being formed of compounded strips or plates, e.g. bimetallic strip

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Description

  • Durch einen Thermostaten gesteuerte Quecksilberschaltröhre Bei den bisher bekannt gewordenen thermischen Selbstschaltern mit Quecksilberschaltröhre erfolgt ein Schaltwechsel nur, wenn das mit der Quecksilberschaltröhre zwangläufig verbundene wärmeempfindliche Betätigungsorgan - Bimetallstreifen, Hitzdraht oder ein sonstiger Ausdehnungskörper - eine W ,ärmezustandsänderung erhält. Die Möglichkeit, den Schaltzustand auch beliebig von Hand zu ändern, besteht hierbei nicht.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Quecksilberschalter, dessen Schaltzustand ebenfalls durch Erwärmung und Abkühlung eines Betätigungsorgans aus Bimetall selbsttätig ge-,ändert wird. Darüber hinaus aber wird durch die besondere Anordnung dieser beiden wirksamen Teile in Verbindung mit weiteren zusätzlichen Einrichtungen erreicht, daß der Schalter sowohl beliebig von Hand betätigt wie auch als Fernschalter benutzt werden kann. Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen wird hierbei der Bim;etallstreifen nur an einem Ende eingespannt und das andere freie Ende durch einen von Hand zu betätigenden Knebel beeinflußt. Die Que.cksilberschaltröhre ist direkt für sich kippbar so angeordnet, daß-- sie auch von Hand aus ähd unter dem Einfluß einer übergewichts-oder Federwirkung eine andere Schaltlage erhalten kann. Durch die weitere Anordnung eines Sperrorgans, welches durch den erwähnten Knebel mitgesteuert werden kann, wird ferner erreicht, daß die Schalteinrichtung entweder für fortdauerndes Ein- und Ausschalten, z. B. zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur oder nur zur selbsttätigen Ausschaltung bei Eintritt eines Gefahrenzustandes, eingestellt werden kann. Der geringe Kraftbedarf zur Bewegung der Schaltröhre und der relativ große Arbeitsweg des Bimetallstreifens ermöglichen auch in an sich bekannter Weise die direkte Zwischenschaltung eines Sprungwerks zwecks Erzielung einer Schnellbewegung der Schaltröhre. In Fällen, wo der Selbstschalter außerhalb des Wärmebereichs des Stromverbrauchers oder des von diesem erwärmten Mediums angeordnet werden soll, kann die Erwärmung des Bimetallstreifens in an sich bekannter Weise mittels eines ihn durchfließenden Stromes oder durch einen an ihm angeordneten Heizleiter erwärmt werden. Bei den erwähnten Eigenschaften des Bimetalls und der Schaltröhre genügt zu einer wirksamen Erwärmung eine ganz geringe Energie. Anderseits kann aber auch durch eine stärkere Beheizung die gleiche Kraftwirkung mit einem kleineren Bimetallstreifen erreicht werden. Das ermöglicht dann eine so kleine Ausführung des Selbstschalters, daß er in Form eines Installationsschalters hergestellt oder mit Anschluß- und Abzweigorganen o. dgl. zusammengebaut werden kann.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung an mehreren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
  • In Abb. i ist 3 der Bimetallstreifen und i die Quecksilberschaltröhre. An der Befesti- ;gungsstelle i des Bimetallstreifens befindet sich eine Regulierschraube 2, mittels der die Federspannung, mit der der Bimetallstreifen die Quecksilberschaltröhre in ihrer Ruhestellung hält, geändert werden kann. Die Quecksilberschaltröhre ist in einer Metallfassung 12, die um eine Achse i i drehbar ist, schellenartig so gefaßt, daß sie ein Übergewicht nach rechts besitzt. Oberhalb des an der Metallfassung 12 befindlichen Balkens i o ist noch eine zweite Regulierschraube 9 für Feineinstellung angeordnet.
  • Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Einrichtung ist folgende: Steigt die Temperatur des Raumes, in dem sich die Schaltvorrichtung oder auch nur der Dimetallstreifen befandet, so entsteht in diesem eine der eingestellten Federspannung entgegengerichtete Kraft, die eine Bewegung des freien unteren Endes nach rechts bewirkt. Dieser Bewegung folgt die Quecksilberschal'tröhre unter der Wirkung ihres einseitigen Übergewichtes, die noch durch Federwirkung verstärkt werden, kann, bis in die andere Schaltstellung. Bei Abkühlung tritt eine Umkehr der Bewegurig des Bimetallstreifens ein. Dann drückt das untere Ende desselben gegen die Schraube g und führt die Schaltröhre 13 in die Ruhestellung zurück. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder den Bimetalls.treifen wirksam beeinflussenden Temperaturänderung.
  • Bei der beschriebenen Schaltweise dient der Schalter vorzugsweise zur Aufrechterhaltung eines Wärmezustandes innerhalb bestimmter Temperaturgrenzen. Um aber mit der gleichen Schalteinrichtung auch eine völlige selbsttätige Unterbrechung des Stromkreises z. B. bei Eintritt eines Gefahrenzustandes zu erreichen oder mit derselben den Stromkreis beliebig von Hand ein- und ausschalten zu können, erhält der Selbstschalter noch einen Hebel 8 mit einem Handgriff 4 und eine unter Federwirkung stehende, um einen Stift 5 drehbare Sperrklinke 6. Für kontinuierliche Eih-und Ausschaltung steht der Hebel 8 und die Sperrklinke 6 in der in Abb. i gezeichneten Stellung. Für selbsttätige Vollausschaltung wird der Griff 4, wie in Abb. 2 dargestellt, nach links gedreht. Dann legt sich das untere nasenförmige Ende der Sperrklinke 6, wenn die Schaltröhre sich in der Einschaltestellung befindet, gegen das linke abgeschnägte Ende des Balkens io. Sobald dann die Schaltröhre in die Awsschaltestelle kommt, schnappt die Nase der Sperrklinke 6 unter den Balken io und verhindert, wie in Abb. 2 ersichtlich ist, dadurch die selbsttätige Wiedereinschaltung, bis der Griff 4 wieder in die erste Stellung zurückgedreht wird. Um den Stromkreis während des normalen Betriebszustandes auszuschalten, ist der Griff 4 aus der in Abb. i gezeichneten Stellung um i8o° nach links zu drehen. Dann drückt bzw. hält der Hebel 8 den Bimetallstreifen mit der Schaltröhre in der in Abb. 2 gezeichneten Ausschaltestellung.
  • Abb.3 zeigt eine Ausführung des Selbstschalters, bei der die Ausschaltung bei Hand-und Selbstauslösung mit einer Schnellbewjegung der Quecksilberschaltnöhre erfolgt. Biekanntlich ,ändert sich während der Schaltbewegung der Querschnitt des Quecksilherfar dens in der Röhre ständig. Dabei kann bei größeren Stromstärken und langsamer Schaltbewegung leicht .eine übermäßige Erhitzung an den zeitlich schwächsten Stellen des Quecksilbers eintreten, wodurch die Lebensdauer der Schaltröhre ungünstig beeinlußt wird. Durch eine schnelle Schaltbewegung läßt sich dieser Übelstand beheben. Im eingeschalteten Zustand wird die um die Achse 18 kippbare Schaltröhre 19 durch den Balken 2o und die unter Federwirkung stehende Sperrklinke 23 gehalten. Bei zunehmender Temperatur bewegt sich der Bimetallstreifen 25 nach rechts, wobei sein unteres, über den Stift 21 gabelfönnüg ;greifendes Ende mittels des auf dem Stift 2 i verschiebbar angeordneten kohres 22 gegen die Sperrklinke 23 drückt. Sobald diese dein. Balken 2o frei gibt, kippt die Schaltröhre i9 unter dem Einfuß ihres .einseitigen Übergewichtes mit einer Schnellbewegung in die Ausschaltestellung. Zur Aus- und Einschaltung von Hand besitzt dieser Selbstschalter einen knopfartigen Griff 15, der aurf dem bei 17 dreh- und verschiebbar geführten Stift 21 befestigt ist. Griff und Stift stehen unter dem Einfuß einer auf Torsion und Druck gespannten Schraubenfeder 16. An dem Stift 21 ist eine exzentrische Scheibe 24 befestigt. Die Ausschaltung erfolgt durch einfaches Drücken auf den Griff 15, wobei die Sperrklinke 23 durch den Stift 2 i von dem Balken 2o so abgedrückt wird, daß die Schaltröhre i9 in die gestrichelt angedeutete Ausschaltestellung kippt. Zur Einschaltung wird der Griff 15 um 9o° gedreht, wobei die Exzeuterscheibe 24 gegen das linke Ende des Balkens 2o drückt, bis die Sperrklinke 23 unter das andere Ende desselben schnappt und die Schaltröhre in ihrer Einschaltestellgang festhält. Nach dem Loslassen des Griffes bewegt sich dieser mit der Exzenterscheibe 24 unter dem Einfluß der Torsionsspannung der Feder 16 zurück in die, Ruhestellung.
  • Während bei den vorstehend beschriebenen Selbstschaltern die wirksame Erwärmung des Bimetallstreifens durch Wiäxmestrahlung oder durch den ihn umgebenden -e-nväxmten Stoff (Luft, Gas, Flüssigkeit) erfolgt, wird der Bimetallstreifen der nachstehend beschriebenen Schalteinrichtungen durch den elektrischen Strom beheizt. Der in Ab.b.4 dargestelltie Selbstschalter besitzt ,einen Bimetallstreifen z6, der aus einem Bimetall hergestellt ist, das einen relativ hohen elektrischen Widerstand besitzt, so daß er, wenn er von Strom durchflossen wird, eine der Stromstärke .entsprechende mehr oder weniger schnell wirksame Erwärmung erfährt. Im kalten Zustande drückt das freie Ende des auf Federung gestellten Bimetallstreifens 26 gegen den Hebelarm 29, der an der die Quecksilberschaltröhre 33 haltenden schellenartigen Fassung 30 sitzt. Die Schaltröhre 33 ist mit einseitigem übergeeicht kippbar zwischen zwei an dem Träger 31 sitzenden Spitzschrauben 32 aufgehängt. Mix zunehmender Erwärmung bewegt sich das freie Ende des gekrümmten Bimetall. Streifens zurück nach außen, wobei die Quecksi,lbers.chaltröhre unter dem Einfluß ihres Übergewichtes in die Ausschalbestellung gelangt. Bei der darauffol enden Abkühlung bewegt sich der Bimetallstreifen nach innen zurück und drückt dabei die Schaltröhre wieder in die Einschaltestellung. Durch Verdrehen des Hebels 27 um 9o° kann der Bimetalstreifen auch von Hand die Stellung erhalten, bei der die Ausschaltung durch die Quecksilberschaltröhre erfolgt. Durch Rückbewegung des Hebels 27 läßt sich dann der Schalter auch wieder von Hand einschalten. Um die Schaltzeit bei gegebener Stromstärke auf eine bestimmte- Zeitdauer einstellen zu können,, ist die Anschlußvorrichtung 28 verschiebbar auf dem Bimetallstreifen 26 angeordnet, so daß die Länge des stromdurchflossenen Teils und damit die Heizwirkung geändert werden kann.
  • Bei dem Selbstschalter nach Abb. 5 erhält die Quecksilberschaltröhre beim Ein- und Ausschalten eine Schnellbewegung. Für größere Schaltleistungen wird hierbei der Bimetallstreifen 35 zweckmäßig durch einen besonderen Heizleiter 34 beheizt. In einer Aussparung am freien Ende des Bimetalls.treifens 35 befindet sich das Ende eines um die Schraube 4 i drehbaren Schalthebels 43. Zwischen einem an diesem befindlichen Stift 44 und dem Stift 39 an der Fassung 38 ist die Schraubenfeder 4o gespannt. Bei Erwärmung des Bimetallstreifens bewegt sich dieser nach innen und unten und nimmt dabei den Schalthebel 43 mit. Sobald dieser die Schraubenfeder 40 über die Totpunktstellung hinwegbewegt hat, ändert sich deren Zugrichtung, so daß sie die Schaltröhre mit Schnellbewegung in die Ausschaltstellung zieht. Die letztere ist in der Zeichnung sowohl für die, Schaltröhre als auch für den Schalthebel gestrichelt' angedeutet. Beim Erkalten des Bimetallstreifens 35 erfolgt die Einschaltung im umgekehrten Sinne und ebenfalls mit einer Schnellbewegung der Schaltröhre. Zur Begrenzung der jeweiligen Schaltstellung der Schaltröhre dienen die Stellschrauben !36 und 42.
  • Die Heizwirkung des Heizleiters und damit auch die Schaltzeit des Schalters läßt sich noch dadurch ändern, daß, wie aus Abb.6 ersichtlich ist, parallel zu dem Heizleiter 48 ein regulierbarer Widerstand 46 in eineu Stromverzweigung 45 angeordnet wird. Durch Verstellen des Hebels 47 kann der durch den Heizleiber fließende Zweigstrom beliebig verstärkt oder geschwächt werden. Eine gleiche Reglungseinrichtung ist auch für einen vom durchfließenden Strom direkt beheizten Bimetallstreifen anwendbar.
  • Der neue thermische Selbstschalter ermöglicht die Kontrolle und Reglung des Wärmezustandes beheizter Räume und Körp-er so wie von beheizten Flüssigkeiten und Gas,. Mit beheiztem Bimetallstreifen kann er sowohl zum Schutze gegen Überlastung durch zu hohe Stromstärke wie auch zum Schutze gegen Überhitzung und zur Wärmereglung elektrisch beheizter Apparate Verwendung finden. Bei lang gestreckter Form erhält der unbeheizte Bimetallstreifen zweckdienlich eine besondere Schutzhülle, die auch das Einsetzen in Flüssigkeitsbehälter ermöglicht.
  • Für den Umfang des Erfindungsbereiches ist die Gestaltung und das Material des Bimetallstreifens., die Form der Qüecksilberschaltröhre, die Art des Sprungwerks sowie die Schaltung des Heizleiters unwesentlich. Letzterer kann mit dem Stromverbraucher in Serie geschaltet sein oder auch durch ein im Wärmeher eich der zu schützenden Vorrichtung oder des beheizten Stoffes, befindliches Steuerorgan gesteuert werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH.: Durch einen Thermostaten gesteuerte Quecksilberschaltröhre, auf die ein Obergewicht, eine Feder oder rin Kniehebelsprungwerk einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende eines. Bimetall:-streifens lose anliegend mit der Schaltröhre (Klinke z3, Sprungwerk 43) verbunden und von einem handbetätigten Hebel (4 bzw. 15) beeinflußbar ist.
DEN25331D 1925-12-13 1925-12-13 Durch einen Thermostaten gesteuerte Quecksilberschaltroehre Expired DE462737C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE760635C (de) * 1942-09-03 1953-06-22 Oerlikon Maschf Durch einen Bimetallstreifen betaetigter Kniehebel-Kraftspeicherausloeser
DE1000904B (de) * 1952-11-28 1957-01-17 Draegerwerk Ag Elektrischer Temperaturregelschalter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE760635C (de) * 1942-09-03 1953-06-22 Oerlikon Maschf Durch einen Bimetallstreifen betaetigter Kniehebel-Kraftspeicherausloeser
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