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Durch Thermostaten mit Ausdehnungsrohr auslösbare elektrische Feueralarmeinrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige elektrische Feueralarmeinrichtung,
bei der die Alarmeinrichtungen vermittels eines Thermostaten, welcher auf ein Schaltrelais
einwirkt, betätigt werden. Bei derartigen Einrichtungen sind bereits Thermostaten
bekannt geworden, bei denen :ein Ausdehnungsrohr mit einem Organ in Verbindung steht,
welches auf Kontakte im Sinne eines Schließens oder Unterbrechens des Stromes einwirken
kann. Durch die vorliegende Erfindung wird im wesentlichen bezweckt, die bekannten
Einrichtungen dieser Art zu verbessern und ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen.
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Gemäß der Erfindung weist der Thermostat im Innern seines äußeren
Ausdehnungsrohres ein Schaltglied .auf, welches an einem elastisch deformierbaren
Halter befestigt ist, welch letzterer mittels einer an dem Ausdehnungsrohr angeordneten
Einstellschraube elastisch deformiert wird. Sobald eine Wärmeentwicklung auftritt,
werden die Formänderungen des Halters des Schaltgliedes ganz oder teilweise ausgeglichen,
wodurch das Schaltglied derart bewegt wird, daß es elektrische Schaltkontakte betätigt.
Eine derartige Anordnung läßt sich sehr fein regeln und arbeitet unbedingt sicher.
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Zweckmäßig ist es, den Halter mitsamt dem Schaltglied im Innern eines
zweiten Ausdehnungsrohres zu befestigen, welches im Innern des Hauptausdehnungsrohres
angeordnet wird. Dadurch wird erreicht,- daß plötzliche Temperaturänderungen infolge
der ungleichmäßigen Ausdehnung 'beider Ausdehnungsrohre eine Betätigung des -Thermostaten
hervorrufen, während langsame Temperaturänderungen eine annähernd gleichmäßige Ausdehnung
der beiden Rohre und infolgedessen keine Betätigung des Schaltgliedes bewirken.
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Die Schaltrelais, deren Stromkreise durch die Thermostaten gemäß der
Erfindung geöffnet oder geschlossen werden, sind vorzugsweise mit einem unter der
Einwirkung des Relaismagneten stehenden, kippbar gelagerten Hebel versehen, welcher
einerseits auf Schaltkontakte einwirkt, die in den thermostatisch gesteuerten Stromkreis
des Elek; tromagneteneingeschaltet sind, und anderseits mit einer- drehbaren Kontakttrommel
verbunden ist, die bei Betätigung des Schaltrelais Alarmstromkreise schaltet. Diese
Anordnung hat den Vorteil, daß die Relaismagneten nach ihrer Betätigung durch die
Thermostaten sofort stromlos werden und-die Alarmeinrichtung von Hand wieder in
die Stellung zurückgebracht werden muß, welche sie vor der Auslösung. hatte.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt
Fig. i einen erfindungsgemäß ausgeführter Thermostaten
in Ansicht von der Seite.
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Fig.2 zeigt einen Längsschnitt durch der Thermostaten_ _-Fig. 3 stellt
in vergrößertem Maßstabe°_eine Vorderansicht des Thermostaten mit abge. nommenem
Deckel dar.
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Fig. q. zeigt in vergrößertem Maßstab einer. Schnitt nach der Linie
4-4 der Fig. 2.
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Fig. 5 veranschaulicht in vergrößertem Maßstabe das Ende des Thermostaten
mit dem elastisch deforrnierbaren Halter.
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Fig.6 zeigt den Halter für sich herausgezeichnet in schaubildlicher
Darstellung. Fig@7 veranschaulicht die Schaltrelais in Ansicht von oben.
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Fig. 8, 9 und i o sind Schnitte- nach den Linien i 2- i z, 13-13 und
14-14 der Fig. 7.
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Fig. i i stellt, in vergrößertem Maßstabe herausgezeichnet, einen
Schnitt durch die Trommel und die mit der Trommel zusammenarbeitenden Teile dar.
- '-Fig. 12 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung das eine Ende eines
Schaltarmes. Fig. 13 zeigt schematisch eine Schaltung mit geschlossenem Stromsystem.
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In den Fig. i bis 6 ist der thermostatische Schalter oder Stromschließer
dargestellt, durch den die verschiedenen Stromkreise des Feueralarmsystems je nach
Bedarf geöffnet und geschlossen werden. Das thermostatisehe Betätigungsorgan besteht
aus einem Gehäusei mit einem, . Flansch z.. Zwischen diesem Flansch 2 und einem
Anschlußstutzen 3 ist eine Zwischenscheibe 4 aus Isoliermaterial angeordnet. Der
Anschlußstutzen 3 ist mit der Leitung 5 verbunden, in der sich die ver= schiedenen
.elektrischen Drähte befinden. Die Leitung 5 befindet sich üblicherweise im Innern
der Gebäudewandung. Eine Zentralplatte 6 des Gehäuses dient zum Halten des Ausdehnungsrohres
7, welches in einen Stutzen 8 eingeschraubt ist, der auf der .einen Seite der zentralen
Platte hervorragt. An der anderen Seite der zentralen Platte ist in feiner Vertiefung
eine Isolierplatte 9 angeordnet, welche kleine Säulen io und i i trägt. An der Säule
i o ist ein Blattfederkontakt 12 befestigt und an der Säule i i ein Blattfederkontakt
13. Die Kontakte 12 und 13 haben die Form elastischer Streifen, und zwar
steht der Kontakt 12 üblicherweise in Berührung mit einer einstellbaren Kontaktschraube
15, die auf einem Halter 16 befestigt ist. Ein zweiter Halter 17 trägt eine
einstellbare Kontaktschraube 18, mit der der Kontakt 13 infolge der ihm innewohnenden
Spannung in Berührung steht. Die Bewegung der Kontakte 12 und 13 zum Schließen und
Unterbrechen der Stromkreise ist von-einer den Kontakt -herstellenden Stange- 2
1 abhängig. Die Stange 2i wird hierbei gebogen, und zwar geschieht dies auf thermostatischem
Wege mit Hilfe des Rohres 7, Das Ende der Stange ä i ragt durch die Scheibe 6 und
die Isolierplatte 9 hindurch. Die Stange 2 i liegt in einem Rohr 22. Zwischen dem
Rohr 22 und derii obengenannten Rohr 7 befindet sich ein -[deiner Zwischenraum.
Die Stange 2 i ist erfindungsgemäß an dem Kopfende 23 eines Halters 24 (Fig. 5,
6) befestigt. Das hintere Ende des Halters 24 ist an dem Rohr 22 befestigt.- Der
-Mittelteil des Halters 24 ist ausgeschnitten, so daß nur die Seitenwandung 25;
die elastisch deformierbar ist, verbleibt. Zur Einstellung ist eine Spindel
26 m eine Mutter 27 eingeschraubt, .die unmittelbar auf .dem Ende der Röhre
7 mittels Gewinde befestigt ist. Die Spindel Z6 ragt durch den Halter 24 hindurch
und liegt mit ihrem Ende in einer Vertiefung 28 des Halterkopfes 23, so daß hierdurch
eine direkte Einwirkung des' Rolires 7 auf die -Stange 2 i ermöglicht wird. Die
Biegung der Wandung 25 und damit auch die Verschiebung der Stange 2 1 bei Ausdehnung
oder Zusammenziehung des Rohres 7 wird mittels. der Spindel 26 eingeregelt, welche-
an ihrem Ende einen Vierkant 28' trägt. Bei der Drehung der Spindel 26 be-
wegt
sich die Spitze der Spindel auf die obengenannte Vertiefung 28 zu bzw. von der obengenannten
-Vertiefung weg.
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_ Das Rohr 22 .ist an seinem -einen- Ende starr mit dem Ende des Außenrohres,-
welches in den Stutzen 8 eingeschraubt ist, durch Schrumpfen-.verbunden, .während
der Halterteil 2¢ in dem Ende des Rohres 22 dadurch befestigt ist, daß er in -das
Rohr 22 hineingepreßt ist.
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Da der Halter 24 an dem Ende des Rohres 22 befestigt ist, wirkt die
Spindel 26 bei geeigneter Einstellung- und bei Ausübung genügenden Druckes
-derart auf den Halter 24 ein, daß sich die Seitenwandung 25 verbiegt. Infolgedessen
wird die Stange 2 i an der einen Seite der Rohrachse festgehalten, wie dies in Fig.
3 und ¢ dargestellt -ist.
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Wenn sich das Rohr 7 unter der Wir-Dung von Wärme ausdehnt, so bewegt
sich die Spindel 26 von der Aushöhlung 28 fort. Infolge der Elastizität der Seitenwandung
25 verläßt auch die Stange 2 i ihre normale Stellung und betätigt die Kontakte 12
und 13,
wie weiter unten näher ausgeführt wird.
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Es sei darauf hingewiesen, daß das äußere Rohr 7 konzentrisch zu dem
inneren Rohr 22 angeordnet ist, und daß sich ein schmaler Luftraum zwischen beiden
Rohren befindet. Die Anordnung dieses Luftraumes hat zur Folge, daß eine plötzliche
Temperatursteige- i rung -sich derart -auswirkt, daß sich das äußere Rohr unabhängig
_ von dem inneren
Rohr ausdehnt. Tritt dagegen eine allmähliche
Temperatursteigerung ein, so geht die Hitze durch den Luftraum hindurch und wirkt
auch auf das innere Rohr in demselben Verhältnis ein. In letzterem Falle dehnen
sich das innere Rohr und das äußere Rohr in gleicher Weise, so daß sich ihre Dehnungen
kompensieren und eine Verbiegung der Stange und eine Betätigung des thermostatischen
Schalters verhindert wird.
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Die Außenfläche des Rohres 7 wird zweckmäßigerweise mit einer spiralförmigen
Nutung 30 versehen. Die dadurch herbeigeführte Verdünnung der Rohrwandung
ist mit einer Vergrößerung der Oberfläche, die der Wärme geboten wird, verbunden,
so daß die Ausdehnung beschleunigt wird. Gleichzeitig behält jedoch das Rohr die
notwendige Festigkeit.
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Von dem Gehäuse i wird eine Einlage 32 aus Isoliermaterial getragen,
auf welcher die klemmen 33 angeordnet sind. Die Klemmen sind mit den Ständern i
o und i i verbunden, die ihrerseits die Blattfedern 12 und 13 tragen. Eine Klemmschraube
34 ist weiterhin für eine oder mehrere Leitungen vorgesehen, mit deren Hilfe einer
der Kontakte geerdet wird. Der Ständer 16 ist in die Isolierplatte 9 eingeschraubt,
während ein Stift 35 von einer Platte 35a unterhalb des Ständers 16 durch die Platte
9 und die Einlage 32 hindurchragt. Der Stift 35 passiert hierbei eine Bohrung von
größerem Durchmesser in der Platte 6. Der Ständer 17 dagegen ist in die Platte 6
eingeschraubt und so über die klemme 34 mit der Erde verbunden.
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Ein Deckel 35 ist auf das eine Ende des Gehäuses i aufgeschraubt,
so daß man ohne weiteres zu den Kontakten gelangen kann. Auf der anderen Seite wird
eine Platte 36 durch den Bolzen 37 an ihrer Stelle gehalten. Durch Lösung dieser
Platte 36 kann man zu Elen Klemmen gelangen.
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In den Fig. 7 bis 12 ist die Konstruktion der Schalter selbst dargestellt,
und zwar ist das bei geschlossenem Stromkreis betätigte Schaltorgan in seiner Gesamtheit
mit der Nummer 4o bezeichnet, während der normalerweise im offenen Stromkreis liegende
Schalter durch die Nummer 41 gekennzeichnet ist. Beide Schalter sind auf einer Grundplatte
42 montiert, auf der ein Träger 43 aus Isoliermaterial angeordnet ist. Der Träger
43 wird von der Grundplatte 42 mit Hilfe von Pfosten 44 getragen. Der im geschlossenen
Stromkreis liegende Schalter besitzt :eine Trommel 45, die auf den Enden von Stiften
46 drehbar gelagert ist. Die Stifte 46 ragen durch die Pfosten 44 hindurch und stehen
unmittelbar mit den Enden dieser Trommel in Eingriff, so daß letztere -sich frei
drehen kann. An der Trommel ist ein Schaltarm 47 befestigt. Der Schaltann 47 ist
.an seinem. oberen Ende mit einem Kopfstück 48 versehen, auf dem lose Schrauben
49 gelagert sind, die ihrerseits an dem Anker 5o befestigt sind. Zwischen dem Anker
5o und den Köpfen 48 befindet sich eine gebogne Blattfeder 51, welche an ihrem Ende
mit Schlitzen versehen ist, durch die die Schrauben 49 hindurchragen (s. Fig. 12).
Der Anker kommt infolgedessen :elastisch mit den Polen 52 der elektrischen Spulen
53 in Verbindung. Auf dem Arm 47 ist ein Betätigungsorgan 54 befestigt, welches
die Federkontakte 55, 56 schließt. Wenn ein Strom durch die Spulen 53 gießt, wird
der Anker 5o an den Polen 52 festgehalten, und infolgedessen werden auch die Kontakte
55, 56 und das Betätigungsorgan 54 in geschlossener Stellung gehalten. Infolgedessen
fließt ein Strom, welcher durch die genannten Kontakte in der weiter unten näher
beschriebenen Weise hindurchgeleitet wird. Wenn jedoch der Strom zu fließen .aufhört,
so fällt der Arm 47 unter der Wirkung der Schwerkraft herab, so daß die Kontakte
geöffnet werden und der Stromkreis unterbrochen wird.
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Von dem Halter 43 werden nahe der Trommel 45 mehrere Sätze von federnden
Kontaktfingern 57 getragen, die mittels Bolzen 58 befestigt sind. Ein zweiter Satz
von Kontaktfingern 59 ist auf der Grundplatte 42 mittels Bolzen 6o angeordnet (Fig.
i i). Die Bolzen dienen gleichzeitig als Klemmen für die Leitungen, die zu den Kontaktfingern
führen.
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Da die Trommel 45 aus Isoliermaterial besteht, sind eine Mehrzahl
von Metallstiften 6 i an der Trommel befestigt, und zwar befinden sich die Metallstifte
in einer solchen Lage, daß sie den -Abstand zwischen den Federkontakten 57 und 59
überbrücken können, wenn der Schaltarm in die geöffnete Stellung gefallen ist (s..
Fig. 8 und 9). Jedoch stehen die Stifte 61 mit den Kontaktfingern nicht in Berührung,
wenn sich der Schaltarm in seiner geschlossenen Stellung befindet. Die Anordnung
der Stifte und der Kontaktfinger ist derart, daß durch die Berührung der genannten
Organe miteinander :ein vollkommener elektrischer Kontakt mit Sicherheit hergestellt
wird. Die Federwirkung der Kontakte 55 und 56 bewirkt, daß sich der Anker 5o von
den Polen der Magnetspule löst, sobald die Spule 53 nicht mehr vom Strom durchflossen
wird.
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Der im offenen Stromkreis liegende Schalter 41 ist mit einem Schaltarm
62 versehen, der durch eine Klinke 63 in seiner geschlossenen - Stellung gehalten.
wird. Die Klinke 63 greift hierbei hinter eine Nase 64 am oberen
Ende
des Armes 62. Die Klinke 63 ist schwingbar auf einer Säule 65 gelagert; die ihrerseits
von einem Halter 66 getragen wird (Fig. io). Der Halter 66 trägt gleichzeitig Spulen
67, welche im normalen Betriebszustand vom Strom nicht durchflossen werden. Wenn
jedoch ein Strom durch die Spulen 67 infolge des Schließens eines bis dahin offenen
Stromkreises hindurchfließt, so ziehen sie die Klinke 63 zurück, so daß der Schaltarm
62 frei wird und unter der Wir= kung der Schwerkraft in seine geöffnete Stellung
fallen kann. Im übrigen ist der Schalter 41 ebenso ausgebildet wie der Schalter
40, mit der einen Ausnahme, daß das Betätigungsorgan 68 zwei Arme aufweist, um zwei
Sätze von Federkontakten 69, 7o und 71,72
(Fig. i i) zu schließen. Die Trommel
73 des Schalters 41 ist' mit Metallstiften 74 versehen, welche die
Federkontakte 75, 76 miteinander verbinden. Letztere sind in derselben Weise angeordnet
wie die Federkontakte 57 und 59. Es ist ohne weiteres klar, daß entweder zwei durch
den Stromschluß betätigte Schalter auf der gleichen Grundplatte oder auch zwei Ruhestromschalter
auf der gleichen Platte angeordnet werden können.
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Im folgenden wird an Hand der in der Zeichnung gegebenen schematischen
Darstellung die Schaltung der Stromkreise und die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise näher erläutert.
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In Fg: 13 ist schematisch eine Einrichtung dargestellt,- bei der zwei
in geschlossenen Stromkreisen liegende Schalter 4o benutzt werden. Gemäß Fig. 13
führt eine Leitung 8o von der Batterie 81 zu dem Kontakt 15. Eine zweite Leitung
82 führt von dem Halter io zurück zu dem anderen Pol der Batterie 81. Der Strom
läuft hierbei durch die Spulen 53 des für gewöhnlich im geschlossenen Stromkreis
liegenden rechtsseitigen Schalters und ferner auch durch die Kontakte 55, 56. Der
Schaltarm 47 ist ebenfalls in der schematischen Darstellung gezeigt. Infolgedessen
ist normalerweise der Stromkreis der Batterie 81 über die Kontakte 15 und die Feder
12 geschlossen. Ein zweiter Leiter 83 geht von der Batterie 84 aus und führt über
die Spulen 53 eines zweiten, im Stromschluß liegenden Schalters zu dem Kontakt 18,
während ein weiterer Leiter 8 5 mit denn. Halter i i verbunden ist und zu dem -
zweiten -Pol der Batterie 84 zurückführt. Auf- diese Weise wird durch die Kontaktfeder
13 ein zweiter Stromkreis normalerweise geschlossen. In Fig. 4 sind die Hauptleitungen
in gestrichelten Linien angedeutet, so daß aus Fig. 4 die Verbindung der Leitungen
mit den entsprechenden Klemmen genau ersichtlich ist.
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Wenn einer oder mehrere der therinostatischen Auslöser einer plötzlichen
Temperatursteigerung unterworfen werden, dehnt sich das Rohr 7 schneller aus als
das Rohr----.
Hierdurch wird die Stange 2 r aus ihrer normalen Stellung, die
in Fig.3 dargestellt ist, herausgebogen, bis das isolierte Ende 79 der Stange 21
die Feder 12 berührt und sie von dem Kontakt 15 trennt. Hierbei wird der Stromkreis,
der durch die Leitungen 8o, 82 und .die Spulen 53 des rechten Schalters gebildet
wird, unterbrochen. Der Arm q.7 fällt infolgedessen herab und bewirkt, daß die Stifte
61 der Trommel 45 die Kontaktfinger 57 und 59 miteinander verbinden. Diese Kontaktfinger
haben ebenso wie die Stifte 61 auch in der schematischen Schaltungsskizze die gleichen
Bezugszeichen. Hierdurch wird der Stromkreis einer Anzeigevorrichtung 87, die den
Strom von der Batterie 8.8 erhält, und der Stromkreis einer Glocke 89, die von der
Batterie 9o gespeist wird, geschlossen. Weiterhin werden so viel lokale Stromkreise
geschlossen, wie notwendig sind. Diese Stromkreise sind mit den weiterhin vorhandenen
Kontaktfingern 57 und 59 des Fallschalters verbunden. In der schematischen Zeichnung
sind nur zwei derartige Kontakte dargestellt.
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Wenn ein Alarmruf nicht beachtet worden ist oder wenn der Stromkreis
unterbrochen ist oder die Batterie 81 nicht ordnungsgemäß funktioniert und die Hitzeentwicklung
fortdauert, dann bewegt die Stange 21 die Blattfeder 12 weiter zur Seite, bis die
Blattfeder mit einem Isolierstück 9 i, das auf der Feder 13 angeordnet ist, in Berührung
kommt. Die Feder 13 wird hierdurch von den Kontakten 18 getrennt, so daß der Strom
durch die Spule 53 auf der linken Seite des Schaltschemas unterbrochen wird. Infolgedessen
fällt der Arm 47 herab und veranlaßt auch die Stifte 61 dieses Fallschalters, die
Kontaktfinger 57; 59 zu schließen, so daß nunmehr lokale Ströme durch die Glocke
89 und: die Anzeigevorrichtung 87 fließen; denn diese Instrumente sind auch an die
Kontakte des zweiten Fallschalters angeschlossen, wie dies. .aus Fig. 13 ersichtlich
ist. Eine Anzeigespule 99, die eine Fallklappe in der üblichen Weise betätigt, wenn
der Strom durch die Spule unterbrochen wird, kann ebenfalls in einen Stromkreis
oder in beide Stromkreise eingeschaltet werden.
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Wenn die Hauptleitungeg des fersten Stromkreises eine Fehlerstelle
aufweisen, deren Lage nicht ohne weiteres ,ermittelt werden kann, so kann-der Fallschalter
dieses Stromkreises nicht-in seiner normalen Stellung gehalten werden, oder _ er
funktioniert nicht in der üblichen Weise. Infolgedessen werden durch den zweiten
geschlossenen Stromkreis Alarmzeichen gegeben.