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Einrichtung zur Kompensation des Einflusses der Raumtemperatur auf
einen strombeheizten Wärmeauslöser, namentlich Bimetallauslöser von Selbstschaltern,
und zur Einstellung des Auslöseweges des Auslösers Die Erfindung löst das Problem
der Schaffung einer Einrichtung zur Kompensation des Einflusses der Raumtemperatur
auf einem strombeheizten Wärmeauslöser und zur Einstellung des Auslöseweges, die
sich sehr gedrungen bauen läßt und sich überdies durch große Einfachheit sowie dadurch
auszeichnet, daß sie für die mannigfachsten Anwendungsfälle brauchbar ist. Der Erfindungsgegenstand
ist namentlich für Bimetallauslöser von Selbstschaltern gedacht. Bei solchen Schaltern
kommt entweder eine mechanische oder eine elektrische Steuerung in Betracht. Die
elektrische Steuerung -kann wiederum Momentunterbrechung oder Dauerunterbrechung
eines Stromkreises erfordern. Für alle diese Fälle ist der Erfindungsgegenstand
brauchbar. Er besteht aus einem im wesentlichen bogenförmigen, annähernd konzentrisch
um eine Achse drehbar gelagerten Bimetallstreifen, der unter dem Einfluß einer Kraft
steht, die eines seiner Enden an einen Anschlag drückt, während an seinem durch
Temperaturkrümmung frei beweglichen Gegenende ein Auslöseglied drehbar gelagert
ist, auf das der Auslöser, dessen Raumtemperaturabhängigkeit kompensiert werden
soll, einwirkt und das unabhängig von der Temperaturkrümmung des Bimetallstreifens,
von dem es getragen wird, durch ein Einstellglied um seine Anlenkungsstelle an dem
Bimetallstreifen drehbar ist.
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Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gegenüber
der praktischen Ausführung erheblich vergrößert wieder, und zwar sind Fig. i eine
Vorderansicht und Fig.2 ein ihr zugeordneter, teilweise geschnittener Seitenriß.
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Der Bimetallstreifen i ist im wesentlichen kreisförmig gebogen und
um die zu sich zentrisch liegende Achse 2 drehbar gelagert. Durch die im wesentlichen
kreisförmige Krümmung erhält man große Ausschläge bei sehr kleiner Rauminanspruchnahme
durch den Streifen. Da sich alle anderen Teile der Einrichtung um den im wesentlichen
kreisbogenförmig bzw. U-förmig gestalteten Bimetallstreifen gruppieren, ist die
Rauminanspruchnahme der gesamten `Einrichtung sehr klein. Der Bimetallstreifen i
ist mit seinem einen Ende an dem einen Arm eines um die Achse 2 drehbaren Traggliedes
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in Gestalt eines Winkelhebels befestigt, an dessen anderen Arm
die Schraubenfeder q. angreift. Die Feder 4 drückt über das Tragglied 3 das an diesem
befestigte Ende des Bimetallstreifens an einen Anschlag 5. An dem durch Temperaturkrümmung
frei beweglichen Gegenende des Bimetallstreifens ist ein Auslöseglied 6 hm die Achse
7 drehbar gelagert. Auf das Auslöseglied wirken ein oder mehrere Auslöser ein, deren
Raumtemperaturabhängigkeit kompensiert werden soll. In der Zeichnung sind die Auslöser
selbst nicht dargestellt. Sie zeigt indessen eine Leiste 8 aus Isoliermaterial,
die sich unter dem Einfluß der strombeheizten Auslöser nach rechts auf das Auslöseglied
6 zu verschiebt (Fig. i). Wenn die Leiste 8 auf das Auslöseglied 6 auftrifft, dreht
sie das Glied 6 mitsamt der Bimetallfeder i und dem Tragglied 3 unter Erhöhung der
Spannung der Feder 4 im Gegensinn des Uhrzeigers um die Achse 2. Der Abstand zwischen
der Spitze der Leiste 8 und dem Auslöseglied 6, d. h. der Auslöseweg, darf sich
bei schwankender Raumtemperatur nicht oder nur in sehr geringem Maß verändern. Unter
sonst gleichbleibenden Verhältnissen drücken die Auslöser die Leiste 8 bei zunehmender
Raumtemperatur nach rechts, während sie sich bei abnehmender Raumtemperatur nach
links verschiebt. Der dem Einfluß der Raumtemperatur gleichfalls unterworfene Bimetallstreifen
i verschiebt das Auslöseglied 6 bei wachsender Temperatur nach rechts und bei abnehmender
Temperatur nach links. Somit findet die zur Kompensation des Raumtemperatureinflusses
erforderliche Gleichsinnigkeit der Bewegung der Auslöser und der Bewegung des Kompensationsstreifens
i statt. Die Bewegung muß jedoch nicht nur gleichsinnig, sondern auch maßgleich
sein. Diese Forderung läßt sich bequem durch Wahl entsprechender Abmessungen erfüllen.
Ihre Erfüllung ist aber am bequerristen, wenn die Auslöser getreue Kopien des Kompensationsbimetallstreifens
sind.
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Zwecks willkürlicher Einstellung des Auslöseweges entsprechend der
jeweilig gewünschten Auslösestromstärke ist das Einstellglied 9 vorgesehen, durch
welches das Auslöseglied 6 unabhängig von der Bewegung des Bimetallstreifens i,
von dem es getragen wird, um seine Anlenkungsstelle 7 an dem Bimetallstreifen i
drehbar ist. Bei dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Auslöseglied
6 durch einen zweiseitigen Hebel gebildet, auf dessen eine Seite der bzw. die Auslöser,
deren Raumtemperaturabhängigkeit kompensiert werden soll, vermittels der Leiste
8 einwirken. Das Einstellglied 9 ist um die Drehachse 2 des Bimetallstreifens i
drehbar gelagert. Sein oberes Ende geht durch einen Schlitz, der im Gehäuse io der
Einrichtung vorgesehen ist, hindurch. Die Oberseite des Gehäuses io ist mit einer
Skala versehen. Um mit ihrer Hilfe die Lage des Einstellgliedes 9 festlegen zu können,
ist letzteres mit einem Schlitz 9a versehen, der die Funktion eines Zeigers erfüllt.
Die dem Einstellglied 9 zugekehrte Seite des Auslösegliedes 6 steht mit dem Einstellglied
in einer gelenkigen Verbindung, welche die gemeinsame Drehung des Auslösegliedes
und des Einstellgliedes um ihre Drehachsen 7 bzw. 2 ermöglicht. Eine solche gelenkige
Verbindung ist beispielsweise eine Schlitzführung mit einem in dem Schlitz angeordneten
Zapfen. Gemäß Fig. i weist das Auslöseglied 6 einen Schlitz 6 a auf, in dem ein
an dem Einstellglied 9 befestigter Zapfen 9 b geführt ist. Indessen könnte das Einstellglied
mit einem Schlitz und das Auslöseglied mit einem in ihm geführten Zapfen versehen
sein.
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Bei der Lage, welche die Glieder 6 und 9 der Fig. i einnehmen, hat
der Auslöseweg der Auslöser bzw. der Leiste 8 den größtmöglichen Wert. Wenn das
Einstellglied 9 im Uhrzeigersinn um die Achse 2 gedreht wird, wird der Auslöseweg
verkleinert, weil sich hierbei das Auslöseglied 6 um die Achse 7 im Uhrzeigersinn
dreht. Wenn die Leiste 8 auf das Auslöseglied 6 auftrifft, muß dieses eine zur Einleitung
des Auslösevorganges geeignete Bewegung ausführen, doch darf sich die Lage des Einstellgliedes
9 hierbei nicht ändern. Um dies zu, verhüten, müssen derartige Reibungsverhältnisse
bestehen, daß das Glied 6 nur durch das Glied 9 angetrieben werden kann, nicht aber
umgekehrt das Glied 9 durch das Glied 6, wenn auf dieses die Leiste 8 auftrifft.
Diese Bedingung läßt sich ohne weiteres erfüllen, wenn. man das Glied 9 derart lagert,
daß es infolge des Vorhandenseins großer Reibungskräfte nur schwer um die Achse
2 drehbar ist, und wenn man den Bimetallstreifen i leicht drehbar auf der Achse
2 anordnet. Unter dieser Voraussetzung wird beim Auftreffen der Leiste 8 auf das
Glied 6 der Bimetallstreifen i im Gegensinn des Uhrzeigers unter Spannung der Feder
4 um die Achse 2 gedreht, das Glied 9 bleibt jedoch in Ruhe. " Um die erforderlichen
Reibungsverhältnisse zu schaffen, ist das Tragglied 3 auf der Achse 2 lose gelagert,
so daß es mitsamt dem Bimetallstreifen i und dem Auslöseglied 6 leicht um diese
Achse gedreht werden kann. Hierbei ist nur die Kraft der schwachen Schraubenfeder
4 zu überwinden. Das Glied 9 ist derart mit der Achse 2 verbunden, daß sich bei
Drehung des Gliedes 9 die Achse 2 mitdreht. Die Achse 2 ist einseitig in der Stromanschlußschiene
ii gelagert. Quer durch die Achse :z geht der Zapfen 2a hindurch. Zwischen dem Zapfen
2a und der Schiene il ist eine Blattfeder i2 angeordnet. Dadurch, daß die Blattfeder
12 auf den Zapfen 2a drückt, wird die Drehung der Achse 2 und somit die Drehung
des Gliedes 9 einem gewissen Widerstand unterworfen, der eine Verstellung des
Gliedes
g beim Auftreffen der Leiste 8 auf das Glied 6 verhindert. Die Achse 2 stützt sich
mit einem Bund 26 an der Schiene ii ab.
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Wenn der Bimetallstreifen i an dem Anschlag 5 anliegt, dann berührt
ein mit dem Bimetallstreifen i bewegliches Kontaktstück 13 ein mit ihm zusammenwirkendes
ortsfestes Kontaktstück 14. Wenn die Leiste 8 auf das Glied 6 auftrifft, wird dieses
mitsamt dem Bimetallstreifen i und dem Kontaktstück 13 im Gegensinn des Uhrzeigers
gedreht, wobei sich das Kontaktstück 13 von dem Kontaktstück 14 abhebt und hierdurch
den Stromkreis, der zuvor durch die Kontaktstücke 13 und 14 geschlossen war, unterbricht.
Die Kontaktstücke 13 und 14 sind zur Steuerung eines Stromkreises geeignet, bei
dem Momentunterbrechung erfolgen soll. Wenn sich die Leiste 8 nach erfolgter Unterbrechung
wieder nach links verschiebt (Fig. i), so drehen sich die Bauteile i, 3, 6 und 13
unter dem Einflug der Feder 4 um die Achse 2 im Uhrzeigersinn, so daß sich die Kontaktstücke
13 und 14 wieder berühren können.
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Mitunter ist bei einer Auslösung nicht nur momentane bzw. zeitweilige,
sondern dauernde Unterbrechung eines Stromkreises erforderlich. Diesem Zweck dienen
die zusämmenwirkenden Kontaktstücke 15 und 16. Das Kontaktstück 15 ist ortsfest
und das Kontaktstück 16 beweglich, und zwar gemeinsam mit einem Sperrglied 17, das
mit dem Tragglied 3 des Bimetallstreifens i verklinkt ist. Das Sperrglied 17 ist
um die Achse 18 drehbar, die an der Rückseite des Gehäuses io aus diesem austritt.
An dem Sperrglied 17 greift exzentrisch zu seiner Drehachse 18 die Kraft der Feder
4 an, welche den Bimetallstreifen i gegen seinen Anschlag 5 drückt.
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In der Stellung der Teile gemäß Fig. i berühren die Kontaktstücke
15 und 16 einander. Wenn die Leiste 8 auf das Glied 6 auftrifft, wird der Bimetallstreifen
i mitsamt dem Tragglied 3 um die Achse 2 im Gegensinn des Uhrzeigers gedreht. Bei
hinreichendem Hub der Leiste 8 ,wird die Verklinkung zwischen den Teilen"3 und 17
gelöst. Nach Lösung der Verklinkung dreht sich das Sperrglied 17 um die Achse 18
unter dem Einflug der Kraft der Feder 4 im Gegensinn des Uhrzeigers. Dabei wird
das Kontaktstück 16 vom Kontaktstück 15 abgehoben. Die Kontaktstücke 15 und 16 bleiben
andauernd voneinander getrennt, auch wenn sich die Leiste 8 infolge des Erkaltens
der Auslöser, durch die sie bewegt wurde, in ihre Ursprungslage zurückverschiebt.
Die Kontaktstücke 15 und 16 werden erst dann wieder miteinander in Berührung gebracht,
wenn die Verklinkung zwischen den Bauteilen 3 und 17 durch Drehung der Achse 18
im Ulirzeigersinn wiederhergestellt wird. Dies kann dadurch erfolgen, daß man ein
besonderes, mit der Achse 18 verbundenes Betätigungsorgan vorsieht. Andererseits
kann die Verklinkung der Bauteile 3 und 17 unter Wiederspannung der Feder 4 selbsttätig
durch die Bewegung eines Schalterorgans vorgenommen werden.
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Die Kontaktstücke 13 und 16 werden mittels der Schiene ii an einen
Pol des zu steuernden Stromkreises gelegt. Im Oberteil des Gehäuses io sind zwei
Anschlußklemmen ig und 2o vorgesehen. Die erstere ist mit dem Kontaktstück 14 und
die letztere mit dem Kontaktstück 15 stromleitend verbunden. Der zweite Pol des
zu steuernden Stromkreises wird wahlweise an die Klemme ig oder an die Klemme 2o
angeschlossen, jenachdem, obMomentunterbrechung oder Dauerunterbrechung des zu steuernden
Stromkreises vorgeschrieben ist.
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Ein dritter Auslösefall, der praktisch in Betracht kommt, ist die
rein mechanische Auslösung, beispielsweise die mechanische Öffnung des Schlosses-
eines Selbstschalters. Auch für diesen Fall ist der Erfindungsgegenstand geeignet.
Dann läßt man durch die Achse 18 des Sperrgliedes 17 die Kraft der sich bei Entklinkung
des Traggliedes 3 und des Sperrgliedes entspannenden Feder 4 auf das Schloß des
zu steuernden Schalters übertragen. In diesem Fall bildet die Feder 4 einen für
alle Auslöser, welche auf die Leiste 8 einwirken, gemeinsamen Kraftspeicher.