DE523932C - Elektrischer Waermeschalter - Google Patents

Description

Es ist bekannt, elektrische Wärmeschalter aus verschiedenen Teilen aufzubauen, wovon der eine Teil beheizt und der andere Teil unbeheizt ist, und die Unterschiede in der Ausdehnung dieser beiden Teile zur Hervorbringung einer Schaltbewegung auszunutzen, beispielsweise dadurch, daß die Längenänderung des beheizten Teiles direkt zur Kontaktbewegung benutzt wird, oder dadurch, daß Metallbänder oder Stäbe an ihren Enden mit dem beheizten Teil verbunden werden und die Bogenverkleinerung die Bewegung hervorruft, wodurch eine Übersetzung im Sinne der Vergrößerung der Bewegung eingeschaltet ist.

Die bisherigen Ausführungsformen derartiger Schalter haben den Nachteil, daß eine verhältnismäßig lange Zeit zwischen dem Einschalten des Steuerstromes und dem Einbzw. Ausschalten des Hauptstromes gebraucht wird, wodurch ihr Anwendungsgebiet beschränkt ist.

Der Inhalt der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, daß die Wärme dem Schalter schnell zugeführt und schnell abgeführt wird, so daß dieser schnell auf die zugeführte Steuerenergie reagiert, und zwar sowohl beim Einschalten der Steuerenergie (Heizenergie) als auch beim Ausschalten der Steuerenergie. Dieser Vorteil gegenüber den bekannten Ausführungsformen wird durch eine besonders vorteilhafte Art der Beheizung des einen-Metallteiles des Schalters erreicht. Die Erfindung ist in den Abb. 1 bis 7 dargestellt; sie sei zunächst an Hand der Abb. 1 und 2 im Prinzip beschrieben.

Der beheizte Teil 1 besteht in diesem Fall aus einem flachgedrückten Rohr 2; der Querschnitt des Rohres ist in Abb. 2 dargestellt. Der inneren Wand des Rohres zunächst liegen zwei etwa aus Glimmer bestehende Isolationsplatten 3 und 4. In der Mitte liegt eine dritte Isolierplatte 5, auf die die Heizwicklung 6 aufgewickelt ist. Das eine Ende der Wicklung 6 (Abb. 1) kann am Ende des flachen Rohres herausgeführt und durch den Niet 7 mit dem Kupfermantel verbunden sein. Das andere Ende der Wicklung kann durch eine besondere, im Kupfermantel hergestellte Öffnung 8 herausgeführt werden. An dem Mantelteil 1 ist die etwas gebogene Feder 9 durch die Nieten 7 und 10 befestigt. Die Feder 9 trägt den Kontakt 11, der Gegenkontakt 12 ist an einem starren Metallstreifen 13 befestigt. Der Strom wird durch die Anschlüsse 14 und 15 zugeführt. 16 ist ein Isolierstück.

Man erkennt, daß das Rohr 2 die elektrische Heizwicklung mantelförmig umgibt und in unmittelbarer Berührung mit ihr ist. Die in den Abb. 1 und 2 dargestellte Anordnung ist '^: nur eine beispielsweise Ausführungsform. An Stelle des flachgedrückten Rohres 2 könnte auch ein U-förmig gebogenes Metallteil verwendet werden, auch könnte ein rundes Rohr verwendet sein, an dessen innere Wandung die Heizwicklung angepreßt wird. Die Erfindung besteht ganz allgemein darin, daß die elektrische Heizwicklung von einem. Mantelstück umgeben wird, an dessen innere Fläche die Heizwicklung möglichst fest angedrückt wird.

Die Beheizung des Mantelteiles 2 in der angegebenen Weise hat große Vorteile. Erstens ist die Wicklung mechanisch sehr gut geschützt. Bei Verwendung des Schalters im Vakuum ist sie auch gegen Glimmlicht geschützt. Das flache Rohr ο. dgl. wird unter der Presse fest zusammengedrückt, so daß zwischen der Heizwicklung und dem Rohr ein ausgezeichneter Wärmekontakt entsteht. Die Heizwicklung kann daher verhältnismäßig sehr hoch belastet \verden. Hierdurch folgt die Erwärmung des Stabes in seiner Ausdehnung der Beheizung des Drahtes fast augenblicklich. Auch die Abkühlungsverhältnisse sind besonders günstig im Gegensatz zu einer Wicklung, die um einen Stab herumgelegt ist. Während in jenem Fall die ganze Oberfläche des Flachrohres seine Wärme unmittelbar nach außen abstrahlen und durch Konvektion abgeben kann, muß bei einer Außenbeheizung des Stabes die Wärme erst durch den Draht und die Isoliermittel' durch Leitung hindurchgehen. Die Vorteile werden besonders deutlich, wenn diese Schalter im s5 Vakuum verwendet werden, weil dann die Konvektion fast vollkommen aufhört und die Wärmeabfuhr fast ausschließlich durch Strahlung stattfindet.

Der beheizte Mantelteil kann auch, wie dies beispielsweise in Abb. 3 dargestellt ist, mit zwei starren Stäben oder Blechstreifen 17 und 18 verbunden sein, die durch drei federnde Zwischenstücke 19, 20 und 21 durch Nieten oder andere Verbindungsmittel mit dem Mantelteil 1 verbunden sind.

Bei den Anordnungen nach Abb. 1 und 3 wird der Kontakt bei Beheizung des Stabes 1 durch die Wicklung 6 geöffnet. Es kommen aber auch Fälle vor, in denen der Kontakt bei Beheizung des Streifens 1 geschlossen werden soll. Eine derartige Anordnung ist in Abb. 4 dargestellt. Der Streifen 9 ist in diesem Fall nicht direkt auf den Mantelteil 1 aufgenietet, vielmehr unter Zwischenlegung von Distanzstücken 22 und 23 auf diesem befestigt. Wird nun der Mantelteil 1 durch die Wärme verlängert, so streckt sich, die Feder 9 gerade, und der Kontakt ii, 12 wird geschlossen. Denselben Zweck kann man durch die in Abb. 5 dargestellte Anordnung erreichen. In diesem Fall ist der Mantelteil 1 etwas gebogen. Auch hier bewirkt die Dehnung des Stabes 1 ein Spannen der Feder 9 und damit ein Schließen des Kontaktes. Die Erfindung kann besonders zweckmäßig als Blinkschalter für Signallampen verwendet werden. Bei diesen Lampen muß im allgemeinen gefordert werden, daß sie ganz kurze Zeit nach dem Einschalten auch zu blinken anfangen. Dies kann man dadurch erreichen, daß man den Kontakt 12, der, wie dies in Abb. 5 dargestellt ist, durch eine Schraube 24 verstellt werden kann, so einstellt, daß der Abstand zwischen den Kontakten 11 und 12 ein ganz geringer ist. Führt man nun außerdem den Streifen 9 aus dem gleichen Material aus wie den Mantelteil i, so dehnt sich der Mantelteil 1 im ersten Augenblick aus, der Kontakt 11, 12 wird geschlossen, hierdurch wird der Heizwiderstand 6 kurzgeschlossen, die Heizung hört auf, sehr bald nimmt' der Streifen 9 die Temperatur des Mantelteils 1 an, wodurch der Temperaturschalter sofort wieder abschaltet. Bei weiteren Schaltungen steigert sich die Temperatur beider Streifen ziemlich gleichmäßig immer höher, ohne daß dadurch an den Blinkzeiten etwas wesentliches geändert wird, da es sich immer um abwechselnde Überhitzung des Mantelteiles 1 und um die Ableitung der Wärme an dem Streifen 9 handelt. Für alle Schalter, die verhältnismäßig schnell aufeinanderfolgende Schaltperioden hervorbringen sollen, ist also die Anordnung dann besonders wichtig, wenn Materialien mit gleichen Ausdehnungskoeffizienten für den Mantelteil 1 und den Streifen 9 verwendet werden. Werden normal beheizte Doppelmetallstreifen zur Herstellung von Thermoblinkschaltern verwendet, so tritt immer der Nachteil ein, daß solche Schalter go eine lange Anheizzeit benötigen, ehe sie zu blinken beginnen.

Es ist zweckmäßig, für den Streifen 9 verhältnismäßig weiches Material zu verwenden, damit die durch die Erwärmung ausgelöste mechanische Arbeit nicht zum großen Teil zum Biegen eines etwas starren Streifens 9 verwendet werden muß. Der Verwendung weichen Materials steht aber andererseits entgegen, daß der Streifen sich unregelmäßig und in Wellen verbiegt, wodurch die Kontaktabstände geändert werden. Um dies zu vermeiden, ist es insbesondere bei Verwendung weichen Materials für den Streifen 9 zweckmäßig, seine Spannung durch eine Feder aus gutem Stahl oder gutem sonstigen Federmaterial unbedingt zu sichern. Dies ist auch dann besonders zweckmäßig, wenn man mit Rücksicht auf die Wärmedehnungsverhältnisse für den Streifen zwei Materialien verwenden will, die diese Federkräfte nicht besitzen oder dieselben bei höherer Temperatur verlieren.

In Abb. 6 ist eine solche Feder 25 angegeben. Auch bei Einschaltkontakten kann die Anbringung einer solchen Feder zweckmäßig sein; sie kann z.B. nach Art der Federn26 und 27 in Abb. 7 angeordnet werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrischer Wärmeschalter, bei dem die Bewegung zur Betätigung eines Schalt-

   kontaktes durch die Verschiedenheit in der Wärmeausdehnung eines beheizten und unbeheizten Teiles hervorgebracht wird, und bei dem die Heizwicklung im Innern des hohl ausgebildeten beheizten Teiles untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung gegen die innere Wandung des beheizten Teiles angepreßt ist und der beheizte Teil die Heizwicklung ίο ganz oder teilweise als Mantel umgibt.
2. 2. Elektrischer Wärmeschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizte Mantelteil aus einem flachgedrückten Rohr besteht, welches die auf einem flachen Isolierstreifen aufgebrachte Wicklung umschließt und fest umpreßt.
3. 3. Elektrischer Wärmeschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizte Mantelteil aus einem runden Rohr besteht, das um die auf einem runden Ioslierstab aufgebrachte Heizwicklung herumgepreßt ist.
4. 4. Elektrischer Wärmeschalter nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizte Mantelteil mit einem biegsamen Metallband verbunden ist, welches unter Zwischenlage von Distanzstückchen an dem Mantelteil befestigt und in dessen Richtung hin vorgebogen ist.
5. 5. Elektrischer Wärmeschalter nach An-Spruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der beheizte Mantelteil gebogen und an der inneren Seite der Biegung mit einem Metallband verbunden ist, das seinerseits in Richtung des Mantelteils ausgebogen ist.
6. 6. Elektrischer Wärmeschalter nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mantelteil und Metallband eine Feder angebracht ist, welche das Metallband spannt.
7. 7. Elektrischer Wärmeschalter nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metallband eine oder mehrere Federn wirken, die dasselbe in Richtung des Mantelteiles anpressen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen