DE6603544U - Thermisches verzoegerungsrelais - Google Patents

Description

Dr. E.Wetzel ⁸⁵⁰° Nürnberg 1, 10.6.1969

Hefnareplatz 3 - Postfach 9347

. E. TeraaU T.I.X 06/22327-T.I. 0011/204081-83

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(- Thermisches Verzögerungsrelais^*}

Die Neuerung bezieht sich auf ein thermisches Verzögerungsrelais mit zwei parallel zueinander und im Abstande voneinander gegenüberliegend angeordneten beheizten Bimetallstreifen zur Betätigung von Schaltkontakten.· Es ist ein Verzögerungsrelais dieser Art bekanntgewordene deutsche Pstentschrift 626 992), bei dem die beiden Bimetallstreifen an einem ortsfesten Isolierblock befestigt und von Heizwicklungen umgeben sind.An dem freien Ende des einen Bimetallstreifens ist ein Doppelkontakt angeordnet, der in der Buhestellung des Relais mit Spiel innerhalb eines

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isoliert befestigten Kontaktes liegt· Bei Änderung der Außentemperatur und auch dann, wenn sich unter Wirkung des durch die gleichen Heizwicklungen fließenden Stromes beide Bimetallstreifen gleichzeitig nach einer Richtung durchbiegen, verbleibt der Doppelkontakt des einen Bimetallstreifens in der Mitte des U-fönnigen Kontaktes des anderen Bimetallstreifens und berührt diesen nicht. Die Umgebungstemperatur hat also keinen schädlichen Einfluß auf dieses bekannte Verzögerungsrelais. Die Heizwicklungen beider Bimetallstreifen liegen in Reihe mit Glühdrahten von zur Beleuchtung von Kraftfahrzeugen dienenden Lampen.

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Pällt ein Glühfaden aus, dann wird der Stromkreis derHeizwicklung des einen Bimetallstreifens unterbrochen, so daß sich dieser Bimetallstreifen abkühlt und die Kontakte beider Bimetallstreifen zur Berührung gelangen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verzögerungsrelais raumsparend so auszubilden, daß bei einfacher Herstellung und Montage sowohl die B.ins.Qhalt^ung._s auch die Ausschaltung der Schaltkontakte durch Stromimpulse gesteuert werden können und das Verzögerungsrelais vielseitig verwendbar ist· Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Neuerung dadurch," daß der eine Bimetallstreifen, der mit seinem freien Ende die Schaltkontakte betätigt, in an sich bekannter Weise an seinem anderen Ende starr mit dem freien Ende des zweiten, an seinem anderen Ende fest eingespannten Bimetallstreifens verbunden ist ring "ho^flo Bimetallstreifen, durch Stroiais^ulee

voneinander steuerbar sind und der eine Bimetallstreifen zum Einschalten und der andere zum Ausschalten der Schaltkontakte vorgesehen ist.

Beim neuerungsgemäßen Relais werden beide Bimetallstreifen als Arbei ^bimetallstreifen verwendet, und sie werden so gesteuert, daß der eine Bimetallstreifen die Einschaltung und der andere Bimetallstreifen die Ausschaltung des Verzögerungsrelais bewirkt· Durch die Steuerung des Hin-und Ausschaltens des Verzögerungsrelais mittels Stromimpulse wird der Vorteil erreicht, daß sowohl das Einschalten als auch das Ausschalten

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-3-gleich schnell erfolgen·

Es 1st bereits ein Verzögerungsrelais bekannt (IKA-Patentschrift 2 622 677) > das zwei parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordnete Bimetallstreifen aufweist^ die an den gegenüberliegenden Enden einer Isoiierstoffschiene befestigt sind. Diese Isolierstoffschiene ist an ihren beiden Enden mittels zweier Zapfen schwenkbar gelagert· Der eine Bimetallstreifen weist eine Heizwicklung auf, dient also als Arbeit s mime tails tr elf en, während der andere Bimetallstreifen nicht beheizt ist und lediglich zur Raumtemperaturkompen·» satlon dient· Dieser Kompensationsbiaetallstreifen ist Bitteis einer Einstellschraube einstellbar an einem ortsfesten Teil befestigt·«

Ferner ist ein Verzögerungsrelais bekannt (USA-Patentschrift ζ 930 35^)9 das zwei Temperaturkompensationsbimetaiistreifen und einen mit einer Heizwicklung »ersehenen Arbsitsbiaetall« streifen aufweist· Alle drei Bimetallstreifen sind an einem quaderförmigen Isolierblock befestigt, und zwar die beiden Kompensationsbimetallstreifen im Abstand voneinander an der einen Seite des Isolierblockes und der Arbeitsbimetallstreifen auf der parallel gegenüberliegenden Seite des Isolierblockes zwischen den beiden Kompensationsbimetallstreifen·'

Während bei den bekannten Verzögerungsrelais nur ein einsiger Arbeitsbimetallstreifen vorgesehen ist, weist das neuerusgs-

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geaäße Versögerungsrelais zwei Arbeitsbimetallstreifen auf, wodurch wahlweise eine schnelle Ein- oder Ausschaltung des neuerungsgemäBen Verzögerungsrelais erreicht wird. Hierbei wirkt jeweils der nicht beheizte Bimetallstreifen als Temperaturkompensationsbimetallstreifen für den beheizten Bimetallstreifen, so daß die Umgebungstemperatur keinen schädlichen Rinfluß auf das erfindungsgemäße Verzögerungsrelais hat·

Beide Bimetallstreifen können zur Volltemperaturkompensation gleich ausgebildet sein, jedoch ist es auch möglich, beide Bimetallstreifen verschieden so auszubilden, daß wahlweise eine Temperaturüberkompensation bzw· eine Temperaturunterkompensation erzielt wird.Die Bimetallstreifen können entweder direkt oder indirekt beheizt werden, wozu beide Bimetallstreifen mit getrennten Heizwicklungen versehen sind· Die Bemessung der Heizwicklung ist abhängig von den Steuerimpulsen.

In weiterer Ausgestaltung der Neuerung weist der die Schaltkontakte betätigende Bimetallstreifen in der Nähe seines Befestigungsendes einen mit dem einen Ende seiner Heizwicklung verbundenen Kontakt auf, an dem im kalten Zustande des starr befestigten Bimetallstreifens ein Kontakt einer Kontaktfeder anliegt. Zur Einstellung der genauen Lage des Kontaktes der Kontaktfeder ist in an sich bekannter fcteise eine Einstellschraube vorgesehen, an der sich die Kontaktfeder unter Vorspannung abstützt. Bei Erregung der Heizwicklung des die

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Schaltkontakte betätigenden Bimetallstreifens durch einen entsprechenden Stromimpuls erfolgt eine Schaltbewegung des neueruagsgemäßen Verzögerungsrelais nach der einen Richtung und bei Erregung der Heizwicklung de? zweiten Bimetallstreifens eine Schaltbewegung in der anderen Richtung· Der am Betätigungs. bimetallstreifen angeordnete Kontakt und der Kontakt der Kontaktfeder bewirken, daß die Wicklung des zugehörigen Bimetallstreifens erst nach Abkühlung des anderen Bimetallstreifens wirksam werden kann» Biegt sieh bei Erhitzung durch die entsprechende Heizwicklung dieser amdere Bimetallstreifen durch, dann erfolgt eine Trennung dieser Umschaltkontakte, wodurch verhindert wird, daß gleichzeitig auch der andere Bimetallstreifen erregt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Neuerung ist das freie Ende des die Schaltkontakte betätigenden Bimetallstreifens mit dem Schalthebel eines Mikroschalters verbunden. Dieses freie Ende des Bimetallstreifens ist in zwei fingerartige Abkröpfungen aufgeteilt, die den Schalthebel umgreifen. Dadurch ergibt sich eine einfache Verbindung des BimetallStreifens mit dem Schalthebel des Mikfeoschalters. Der Mikroschalter kann hierbei in an sich bekannter Weise als Schnappschalter so ausgebildet sein, daß eine selbsttätige Rückstellung des Schalthebels des Mikroschalters durch die sich abkühlenden Bimetallstreifen nicht erfolgt. Dadurch ist es möglich, den Mikroschalter in einer gewünschten Sehaltstellung für eine beliebig lange Zeit zu

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belassen. Das Gehäuse des Mikroschalters ist mit seitlichen Vorsprüngen in senkrecht zu den Bimetallstreifen verlaufenden Nuten des Relais gehäuses geführt und wird mittels mindestens einer vorgespannten Feder in Richtung der Nuten gegen eine Einstellschraube gedrückt. Bei Betätigung dieser Einstellschraube wird entgegen der Kraft der Feder bzw, durch die Kraft der Feder der Mikroschalter so eingestellt, daß seine Schalthebel im kalten Zustande mit dem entsprechenden Bimetallstreifen ordnungsgemäß verbunden wird·

Um eine Selbststeuerung des neuerungsgemäßen Relais zu erreichen, können die einen Enden der Heizwicklungen beider Bimetallstreifen miteinander und das andere Ende der einen Heizwicklung sowie die Kontaktfeder mit je einem Kontakt des Mikroschalters verbunden sein· Hierbei schalten die durch ihre Heizwicklungen erhitzten Bimetallstreifen ihre zugehörigen Heizwicklungen selbsttätig ab· Dieses selbsttätige Ein-und Abschalten der Heizwicklungen wird erst bei Unterbrechung des gesamten Stromkreises beendet·

Das neuerungsgemäße Verzögerungsrelais kann ζ·Β· zur Umschaltung von Steuerungseinrichtungen dienen, welche in größeren Zeitabständen von einem bestimmten Zustand in den anderen übergeführt werden sollen. Die Umschaltung erfolgt hierbei durch zeitlich begrenzte Stromimpulse, wobei die Impulszeit für die zwei Sehaltvorgänge unterschiedlich oder gleich sein kann.

Ferner kann das neuerungsgesäSe Verzögerungsrelais auch als Intervallrelais Verwendung finden^ wobei in vorgegebenen Zeit« abständen Umschaltvorsänge eingeleitet werden können· Hierbei dienen der Kontakt der Kontaktfeder und der entsprechende Kon·· takt des Bimetallstreifens zur Stabilisierung der Wärmekapazitäten auf dem Bimetall und ermöglichen dadurch gleichmäßige Intervallzeiten.

Der Kontakt der Kontaktfeder und der zugehörige Kontakt am ent—

* sprechenden Bimetallstreifen bewirken eine Verriegelung des ent«·

sprechenden Bimetallstreifens bei länger anhaltendem Arbeitsimpuls oder auch bei verschiedener Strombeaufschlagung, die z.B. durch Spannungsdifferunzen hervorgerufen werden kann·

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in den Figuren dargestellt« Es zeigen:
Fig.l eine Seitenansicht eines Verzögerungsrelais gemäß der

Neuerung,

Fig.2 eine Ansicht von links gemäß Fig.l, Fig· 3 einen Schnitt nach der Linie IH-111 der Fig.2, Fig.^ eine Draufsicht gemäß Fig.l,

Fig.5 einen Schnitt durch den fUkfcosehalter gemäß Fig.3 und Fig,6 eine Schaltung der beiden Heizwicklungen der Bimetallstreifen in Verbindung mit dem Mikrcsehalter· Da·= in den Fig.l bis k dargestellte Verzögerungsrelais weist eine Grundplatte 1 aus I-solierstoff mit einem einstückig angeformten Ansatz 2 auf. An der Grundplatte 1 ist bei 3 ein

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Bimetallstreifen 4 befestigt^ der eine Heizwicklung 5 aufweist, deren Ende mit den Anschlußstücken 6 und 7 verbunden sind.Am linken Ende des Bimetallstreifens k gemäß Fig.l ist ein Isolier» block 8 starr befestigt, der aus zwei gleichen Teilen bestehen kann, die durch eine Schraube 9 zusammengehalten werden« Für den Bimetallstreifen k und einen weiteren Bimetallstreifen 10 besitzen beide Hälften des Isolierblockes 8 Einschnitte 11 und 12, in die die beiden Bimetallstreifen 4 und 10 eingelegt sind. Der Bimetallstreifen 10 weist eine Heizwicklung 13 auf, deren eines Ende mit einem'Anschlußstück 14 verbunden ist. An dem Bimetallstreifen 10 befindet sich ein Kontaktstück 15, das mit einem Kontakt 16 versehen ist, der mit einem Kontakt 17 einer Kontaktfeder 18 zusammenarbeitet, die mit ihrem anderen Ende an einem Vorsprung 19 der Grundplatte 1 starr befestigt ist· Zur Einstellung des Kontaktes 17 der Kontaktfeder 18 dient eine in der Grundplatte 1 angeordnete Einstellschraube 20, an der die Kontaktfeder 18 unter Vorspannung anliegt. Die Kontaktfeder 18 steht mit «i-nem AjischluSstück 21 in slsktrischsr Verbindung. Beide Bimetallstreifen k und 10 sowie ihre Heizwicklungen 5 und 13 können gleich ausgebildet sein, um eine Volltjemperaturkompensation des Relais zu erreichen.

Das rechte Ende des Bimetallstreifens 10 gemäß Fig.l besitzt zwei fingerartige Abkröpfungen 22 und 23, in die ein Schalthebel Zh eines Hikroschalters 25 eingreift. Der Schalthebel ist bei 26 am Gehäuse 27 des Mikroschalters 25 gelenkig gelagert. Wie insbesondere aus Fig.5 hervorgeht, weist dieser

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Mikroschalter sechs Kontaktfedern 28 bis 33 auf, von denen die beweglichen Kontakt federn 29 und 32 an ihrem rechten Ende gemäß Fig.5 mit einer Isolierplatte 34 verbunden sind, die in der Mitte einen Vorsprung 35 besitzt, der mit einem gleichen Vorsprung 35· des Schalthebels 24- mittels einer etwa C-förmig ausgebildeten vorgespannten Feder 36 in Verbindung steht, $Az als Schnappglied wirkt, so daß der Kippschalter ruckartige Schaltbewegungen ausführt·

Im Bereich des Bimetallstreifens 4 und des Isolierblockes 8 weist die Grundplatte 1 einen Durchbruch 37 auf. Das Gehäuse des Mikfeoschalters 25 ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt, die durch Bolzen 38 zusammengehalten werden. Diese Bolzen 38 ragen seitlich aus dem Gehäuse 27 heraus. Hit diesen herausragenden Bolzen 38 ist das Gehäuse 27 des Mikroschalters 2j> in senkrechten Nuten 39 der beiden Seitenwände eines Einschnittes 40 des Ansatzes 2 der Grundplatte 1 geführt. Eine unter Spannung stehende Feder 41 drückt das Gehäuse 27 des MikSoschal= ters 25 gegen eine Einstellschraube 4-2, die in eine am Ansatz befestigte Platte 43 eingeschraubt ist.Mittels dieser Einstellschraube 42 kann der Mikroschalter 25 im Einschnitt 40 so eingestellt werden, daß in der Ruhelage des Verzögerungsrelais der Schalthebel 24 mit seinem schmal ausgebildeten Ende 24¹ zwischen, die fingerförmigen Abkröpfungen 22 und 23 des Bimetallstreifens 10 greift.
Die Wirkungsweise des in den Fig.l bis 4 dargestellten Verzö-

gerungsrelais ist folgende:

Wird der Bimetallstreifen 4 durch die Heizwicklung 5 erhitzt, dann biegt sich dieser Bimetallstreifen 4 nach unten gemäß Fig·3 durch.Dadurch wird der Bimetallstreifen 10 an seinen linken Ende angehoben, so daß dieses Ende den Schalthebel 24 entgegen dem Uhrzeigersinne schwenkt, wodurch die Kontakte der beweglichen Kontaktfedern 29 und 32 in Anlage an die Kontakte der Kontaktfedern 30 und 33 gelangen· Auch dann, wenn der Bimetallstreifen 4 nach Fortfall des Stromimpulses in seiner Heizwicklung 5 erkaltet, bleibt der Schalthebel 24 in dieser Stellung. Um nun den Mikijoschalter in die andere S ehalt st ellung zu bringen, wird in die Heizwicklung 13 des Bimetallstreifens ein Stromimpuls geschickt, so daß sich der Bimetallstreifen 10 nach unten gemäß Fig.3 durchbiegt und hierbei den Schalthebel im Uhrzeigersinne in die andere Schaltstellung schwenkt, in der die Kontakte der beweglichen Kontaktfedern 29 und 32 an den Kontakten der festen Kontaktfedern 28 und 31 anliegen·

Bei der vorerwähnten Durchbiegung des Bimetallstreifens 4 aach unten gemäß Fig.3 verläßt der Kontakt 16 des Kontaktstückes des Bimetallstreifens 10 den Kontakt 17 der Kontaktfeder 18,wodurch der Stromkreis der Heizwicklung 13 des Bimetallstreifens 10 unterbrochen ist.Erst dann wird der Stromkreis der Heizwicklung 13 wieder geschlossen, wenn sich der untere Bimetallstreifen 4 genügend abgekühlt hat.

Bei der in Fig, 6 dargestellten Schaltung sind die einen Enden der Heizwicklungen 5 und 13 bei 44 miteinander verbunden und bei

*J-5 an den Pol einer Stromquelle gelegt* Die Heizwicklung 13 steht über die Kontaktfeder 18 in Verbindung Bit de« Kontakt

33 des Mikroschalters 25, während die Heizwicklung 5 mit des ι
Kontakt 31 &es Mikroschalters 25 verbunden ist »Wird der Yorbeschriebene Stromkreis geschlossen, erfolgt durch den erhitzten Bimetallstreifen h eine Umschaltung des Mikroschalters 25» so daß dann die Kontaktfeder 29 mit ihren Kontakt an dem Kontakt 30 und die Kontaktfeder 32 mit ihrem Kontakt an dem Kontakt 33 anliegt· Der Stromkreis der Heizwicklung 13 wird aber erst aym durch die Kontakte 16,17 geschlossen» wenn der Bimetallstreifen 4 erkaltet ist· Sind diese Kontakte 16,17 geschlossen, dann erfolgt wieder eine Bückschaltung in die in Fig.6 dargestellte Lage- Diese automatische Us= bsw· Sückschaltusg würde so lange andauern, bis der gesamte Stromkreis unterbrochen wird. Sine einmalige Um- oder Rückschaltung erfolgt bei mehr oder weniger

Claims (1)

1. -12-S ohutzansprücneι

   !•Thermisches Verzögerungsrelais mit zwei parallel zueinander und im Abstände voneinander gegenüberliegend angeordneten beheizten Bimetallstreifen zur Betätigung von Schaltkontakten, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Bimetallstreifen (10), der mit seinem freien Ende die Sehaltkontakte {28 bis 33) betätigt, in an sich bekannter Weise an seinem anderen Ende starr mit dem freien Ende des zweiten, an seinem anderen Ende fest eingespannten Bimetallstreifens(4^ verbunden ist und daß beide Bimetallstreifen 10,4·) durch Stromimpulse getrennt voneinander steuerbar sind und der eine Bimetallstreifen (10) zum Einschalten und der andere (²O zum Ausschalten der Schaltkontakte (28 bis 33) vorgesehen ist· _/

   2· Verzögerungsrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_s daß auf beiden Bimetallstreifen (4,10) getrennte Heizwicklungen (5,13) vorgesehen sind. /

   3· Verzögerungsrelais nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Sehaltkontakte (28 bis 33) betätigende Bimetallstreifen (10) in der Nähe seines Befestigungsendes einen mit dem einen Ende seiner Heizwicklung (I3) verbundenen Kontakt (16) aufweist, an dem im kalten Zustande des starr befestigten Bimetallstreifens ein Kontakt (17) einer Kontaktfeder (18) anliegt. ^

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   4. Verzögerungsrelais nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, f daß zur Einstellur^ der Lage des Kontaktes (17) in an sieb bekannter Weise eine Einstellschraube (20) vorgesehen ist, an der sich die Kontaktfeder (18) unter Vorspannung abstützt^

   5. Verzögerungsrelais nach einem oder mehreren der vorher-

   gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des die Schaltkontakt3 (28 bis 33) betätigenden Bimetallstreifess (10) ait- des» Schalthebel (24) eines Mikr«schalters (25) verbunden ist.,

   6· Verzögerungsrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daS das freie Ende des mit dem Schalthebel (24) des Mikroschal ters (25) verbundenen Bimetallstreifens (10) in zwei fingerartige Abkröpfungen (22,23) aufgeteilt ist, die den Schalthebel umgreifen. _f

   7. Verzögerungsrelais nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroschalter (25) in an sich bekannter Weise als Schnappschalter ausgebildet ist./

   8. Verzögerungsrelais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (27) des Mikrosrhalters (25) mit seitlichen Vorsprüngen (38) in senkrecht zu den Bimetallstreifen (4,10) verlaufenden Nuten (39) des Relaisgehäuses (1,2) geführt ist und mittels mindestens einer vorgespannten Feder (41) in Richtung der Nuten (39) gegen eins Einstellschraube (42) gedrückt wird./

   9. Verzögerungsrelais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Heizwicklungen (5,13) beider Bimetallstreifen (4,10) miteinander und das andere Ende der einen Heizwicklung sowie die Kontaktfeder (18) mit je einem Kontakt (31,33) MikroSchalters (25) verbunden sind,;

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