DE647747C - Durch Waerme beeinflusste Einrichtung zur Ausloesung von Schaltvorgaengen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine durch Wärme beeinflußte Einrichtung, die zur Anzeige einer bestimmten Temperatur oder auch für Regelzwecke verwendbar ist, bcispielsweise zum Überwachen der Temperatur von Räumen, elektrischen Maschinen aller Art, zum Regeln der Temperatur elektrischer Koch- und Heizgeräte, z. B. Kochplatten, Bügeleisen u. dgl. Es ist bereits vorgeschlagen worden, für die Zwecke der Temperaturüberwachung die bekannte Erscheinung auszunutzen, daß der Magnetismus ferromagnetischer Metalle von. der Temperatur abhängig ist. Nach bekannten Vorschlägen wird ein Magnet mit einem Anker versehen, dessen Magnetismus beim Steigern seiner Temperatur nachläßt und der infolgedessen bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur von dem ihn anziehenden Magneten abfällt. Durch das Abfallen des Ankers wird ein elektrischer Anzeige- oder Regelstromkreis geschlossen bzw. geöffnet.

Derartige thermisch-magnetische Vorrichtungen sind bisher in kleineren Apparaten, insbesondere Haushaltapparaten, nicht anwendbar gewesen, und zwar vor allem, weil sie verhältnismäßig große Abmessungen erforderten, um eine einigermaßen konstante Charakteristik zu haben und weil sie auch für viele Anwendungszwecke zu wenig empfindlich waren.

Nach der Erfindung werden derartige durch. Wärme beeinflußte Einrichtungen zur Auslösung von Schaltvorgängen mit einem permanenten Magneten und einem bei bestimmter Temperatur seine magnetischen Eigenschaften ändernden Anker in folgender Weise ausgebildet: Der permanente Magnet der Einrichtung wird aus einer nicht martensitischen Stahllegierung hoher Koerzitivkraft, insbesondere einem äusscheidungshärtungsfähigen legierten Stahl, und der von diesem Magneten beeinflußte wärmeempfindliche Anker aus einer Legierung hergestellt, die außer einem oder mehreren der Metalle Eisen, Nickel und Kobalt unmagnetische Zusätze enthält, die mit den Metallen der Eisengruppe Mischkristalle bilden.

Zur Herstellung des Dauermagneten der Einrichtung eignen sich außer den ausscheidungsgehärteten Eisen-Kobalt-Wolfram- oder Eisen-Kobalt-Molybdän-Legierungen vor allem die bekannten Aluminium-Nickel-Eisen-Legierungen, insbesondere mit 2 bis 30O/0 Aluminium und 2 bis 45% Nickel. Die Legierung kann ferner Kobalt enthalten. Ferner können weitere Zusätze eines oder 'mehrerer anderer Metalle von insgesamt höchstens etwa ι ο 0/0 vorgesehen sein, insbesondere kann ein Zusatz von Chrom, Wolfram oder Mangan angewendet werden. Vorteilhafte nicht martensitische Legierungen erhält man bei einer

*) Von dem Patentsucher sind als die ErRnder angegeben worden:

Dr. Emil Duhme und Dr. Hans Neumann in Berlin-Siemensstadt.

Zusammensetzung von 2 bis 2 5 0/0 Aluminium und 6 bis 300/0 Nickel, wobei der Rest entweder vollständig aus Eisen bestehen oder auch noch. Zusätze enthalten kann. Dauer magnete aus derartigen Legierungen ergeben· ohne Abschreckverfahren Koerzitivkräfte von über 300 bis 500 Oersted, unter Umständen noch erheblich höhere Werte. U. a. hat sich eine Legierung von etwa 10 0/0 Aluminium, etwa 3ο0/0 Nickel, etwa 53% Chrom und ungefähr 50/0 Kobalt als vorteilhaft erwiesen. Der temperaturempfindliche Anker der Einrichtung kann beispielsweise aus einer Legierung bestehen, die außer Nickel oder Eisen oder außer beiden Metallen noch Kupfer enthält.

Die Erfindung läßt sich auf einfache Weise dadurch verwirklichen, daß 'man den gesamten permanenten Magneten aus der nicht martensitischen Stahllegierung hoher Koerzitivkraft herstellt. L^Tnter Umständen empfiehlt es sich jedoch, den permanenten Magneten selbst aus Teilen harten und weichen Materials zusammenzusetzen. Ein Ausführungsbel· spiel dieser Art ist schematisch auf der Zeichnung dargestellt. In einem Halter 1 aus unmagnetischem Material, z. B. aus Aluminium, sind der aus den Teilen 2 und 3 bestehende Dauermagnet und der bewegliche temperatur empfindliche Anker 4 angeordnet. Der permanente Magnet besteht aus einem Aluminium-Nickel-Eisen-Körper 2 von einfacher gestreckter Form und daran angesetzten Schenkeln 3 aus weichem Material, z. B. aus einer Eisen-Nickel-Kupfer-Legierung. Aus der gleichen Legierung ist auch der Anker 4 hergestellt. Beim Überschreiten eines bestimmten Temperaturbereichs, beispielsweise einer Temperatur von 160 bis 190 C, werden die PoI-

4-0 schuhe und der Anker 4 unmagnetisch, so daß der Anker unter dem Einfluß einer Druckfeder 5 von den Polschuhen entfernt wird. Diese Bewegung wird zum Einleiten eines elektrischen Schaltvorganges ausgenutzt. Falls es sich um das Steuern verhältnismäßig kleiner elektrischer Leistungen handelt, kann unmittelbar mit dem beweglichen Glied der Vorrichtung ein Kontakt verbunden sein. Bei höheren Leistungen hingegen empfiehlt es sich, mit der thermisch-magnetischen Einrichtung eine Schaltvorrichtung zu vereinigen, die entweder unter Luftabschluß, insbesondere im Vakuum angeordnete Kontakte, oder aber ein Sprungwerk hat.

Durch die Vereinigung der thermisch-magnetischen Einrichtung mit einer derartigen Schaltvorrichtung wird ein etwaiges schleichendes Ansprechen bezüglich des elektrischen S ehalt Vorganges unschädlich gemacht.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß man dem temperaturbeständigen Magnetkörper die Form eines Topfmagneten gibt. Es ist ferner unter Umständen vorteilhaft, die Vorrichtung in der .,Weise auszubilden, daß der temperaturemp-,JSpdliche Anker drehbar gelagert ist. V* Thermische Einrichtungen nach der Er- ·' findung zeigen erheblich geringere Alterserscheinungen als die bisher vorgeschlagenen bei erhöhter Empfindlichkeit und gegebenenfalls bei kleineren Abmessungen. Sie sind nicht nur unempfindlicher gegen die wechselnden Einwirkungen der Temperatur, sondern auch weitgehend unempfindlich gegen Erschütterungen und gegen entmagnetisierende Felder. Vor allem sind die Einrichtungen nach der Erfindung zum Einbau in verhältnismäßig kleine elektrische Stromverbraucher geeignet, also für einen Zweck, dem sie bisher praktisch nicht zugänglich waren. Dabei ergeben die Einrichtungen auch bei den hohen in Frage kommenden Regeltemperaturen von z. B. 300⁰ C ausreichend hohe Kräfte, so daß man den Arbeitsstrom der Geräte unmittelbar steuern kann.

Von den obenerwähnten magnetisch harten Legierungen sind besonders die Aluminium-Nickel-Eisen-Legierungen vorteilhaft, und zwar nicht nur wegen ihrer magnetischen Eigenschaften, sondern auch weil sie billiger und leichter sind als Kobalt- oder Wolframstähle. Aluminium-Nickel Stähle sind auch für niedrige Regeltemperaturen, beispielsweise unter 120 bis 150°, vorteilhaft anwendbar. Die Zusammensetzung der wärmeempfindliehen Magnetkörper wird so gewählt, daß die größte Änderung der magnetischen Induktion in denjenigen Temperaturbereich fällt, bei dessen Überschreiten die Einrichtung ansprechen soll. Es macht keine Schwierigkeiten, das Material so auszuwählen, daß die Einrichtung gemäß der Erfindung für sämtliche bei technischen Maschinen und Apparaten vorkommende und zu überwachende Temperaturen brauchbar sind.

Claims (2)

1. PatentaNSprüche:

   i. Durch Wärme beeinflußte Einrichtung zur Auslösung von Schaltvorgängen mit einem permanenten Magneten und einem Anker, der bei bestimmter Temperatur seine magnetischen Eigenschaften ändert, insbesondere für elektrische Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß der permanente Magnet aus einer nicht martensitischen Stahllegierung hoher Koerzitivkraft, insbesondere einem ausscheidungshärtungsfähigen legierten Stahl, z. B. einem der an sich bekannten Stähle mit Aluminium - Nickel-, Kobalt - Molybdän- oder Kobalt-Wolf ram-Gehalt, und der vom Ma-

   gneten gesteuerte, auf Wärmeänderungen ansprechende Anker aus einer Legierung besteht, die außer einem oder mehreren der Metalle Eisen, Nickel und Kobalt unmagnetische Zusätze enthält, die mit den Metallen der Eisengruppe Mischkristalle bilden. '
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, da

   durch gekennzeichnet, daß der permanente Magnet aus magnetisch hartem Material hoher Koerzitivkraft und weichem Material zusammengesetzt ist, wobei der magnetisch harte Körper aus einem geradlinigen Jochstück besteht und das weiche Material die daran angesetzten Magnetschenkel bildet.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   BERLIN. GEDRUCKT IN DER KEICHSDRUCKEREI