Elektrothermischer Schalter Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrothermischen
Schalter derjenigen Art, der m einem geschlossenen evakuierten ioder mit Gas gefüllten
Behälter untergebracht ist und bei dem der das bewegliche Schaltglied steuernde
wärmeempfindliche Teil aus einem oder mehreren dünnen gestreckten Fäden besteht.
Elektrothermische Schalter dieser bekannten Art unterscheiden sich in b.ezug auf
ihre Betriebseigenschaften von den @elektrothermischen Schaltern, bei denen der
z. B. aus deinem Hitzdraht oder aus einem Bimetallstreifen bestehende wärmeempfindliche
Teil sich in der freien Luft befindet, vor allen Dingen dadurch, daß sie eine verhältnismäßig
große @elektrische Ipeistung unter Verwendung ,einer kleinen Steuerleistung schnell
ein- und abschalten können und mit ganz bestimmten, von zufälligen äußeren Verhältnissen
unabhängigen Einschalt- und Abschaltzeiten arbeiten. Sie können deshalb in manchen
Fällen die sonst z. B. zum Steuern von Arbeitsstromkreisen üblichen elektromagnetischen
Schaltschütze ersetzen, denen gegenüber sie den Vorteil haben, daß sie bedeutend
billiger und in viel handlicherer Form ausgeführt werden können und außerdem vollständig
staubfrei sind. Bis jetzt hat man immer die Erwärmung der wärmeempfindlichen; in
einem evakuierten oder mit Gas gefüllten Behälter untergebrachten, gestreckten Fäden
durch ummittelbaren Str omdurchfluß durch den Faden bewirkt. Die Erfindung beruht
auf der Erkenntnis, daß diese bekannten elektrothermischen Schalter in b@ezug auf
die erforderliche Steuerleistung noch verbesserungsfähig sind. Auf Grund bloßer
überlegung kommt man zwar zu der Auffassung, daß die unmittelbare Beheizung vorzuziehen
ist, wenn es sich darum handelt, den Steuerstrom auf en Mindestmaß herabzusetzen.
Denn bei unmittelbarer Heizung dient die ganze zugeführte Steuerenergie zur Erwärmung
des Fadens, während bei mittelbarer Heizung nur ein Teil der in der Heizwicklung
erzeugten Stromwärme in den wärmeempfindlichen Faden übergeht. Es hat sich aber
herausgestellt, daß tatsächlich die Verhältnisse umgekehrt sind. Gemäß der Erfindung
wird eine beträchtliche Verminderung des erforderlichen Steuerstromes .dadurch geschaffen,
daß die Erwärmung der wärme-,empfindlichen Fäden ausschließlich mittelbar durch
innerhalb des geschlossenen Behälters angeordnete Heizwicklungen erfolgt. Die Wirkung
dieser Maßnahme besteht darin, daß
res nunmehr möglich ist, thermische
Schalter herzustellen, die für eine gewisse Leistung einen Steuerstrom von nur !etwa
ein Viertel bis rein Drittel des Steuerstromes der besten bekannten Schalter ierfordern.Electrothermal Switch The invention relates to an electrothermal switch
Switch of the type that can be used in a closed evacuated or gas-filled one
Container is housed and in which the controlling the movable switching element
heat-sensitive part consists of one or more thin stretched threads.
Electrothermal switches of this known type differ in relation to
their operating characteristics from the @electrothermal switches where the
z. B. from your hot wire or from a bimetal strip existing heat-sensitive
Part is in the open air, above all because it is a proportion
large @electric power using, a small control power quickly
Can switch on and off and with very specific, random external circumstances
independent switch-on and switch-off times. You can therefore in some
Cases that otherwise z. B. for controlling working circuits usual electromagnetic
Replace contactors, over which they have the advantage that they are significant
cheaper and in a much more manageable form and moreover completely
are dust-free. Until now one has always been warming the heat sensitive; in
stretched threads placed in an evacuated or gas-filled container
caused by direct current flow through the thread. The invention is based
on the knowledge that these known electrothermal switches in b @ ezug on
the necessary tax payments can still be improved. Because of sheer
Consideration comes to the conclusion that direct heating is preferable
is when it comes to reducing the control current to a minimum.
Because with direct heating, all the control energy supplied is used for heating
of the thread, while with indirect heating only part of that in the heating coil
generated electricity heat passes into the heat-sensitive thread. But it has
found that the situation is actually reversed. According to the invention
a considerable reduction in the required control current is thereby created,
that the heating of the heat sensitive threads only indirectly through
Heating coils arranged within the closed container takes place. The effect
this measure consists in that
res is now possible thermal
Manufacture switches that have a control current of only! For a certain output
A quarter to a third of the control current of the best known switches is required.
Diese vorteilhafte Wirkung ist .auf Grund der Beobachtungen des Erfinders
auf folgenden Umstand zurückzuführen: Blei dien bekannten Schalbern mit unmittelbarem
Stromdurchfluß durch die wärmeempfindlichen Fäden liegt darum eine gewisse Schwierigkeit
in der Herstellung und Verarbeitung besonders dünner Metallfäden mit überall. gleichem
und auch bei längerem Gebrauch unverändertem Querschnitt, weil alle bei der Herstellung,
der Verarbeitung, dem Einbau öder dem Gebrauch entstandenen Querschnittsunregelmäßigkeiten
dazu führen, daß die Fäden nicht an allen Stellen ihrer Länge auf Beine gleichmäßige
Temperatur erwärmt werden: Infolgedessen müssen diese mechanisch belasteten Ausdehnungsfäden,
um kontrollierbare Änderungen der Schalteigenschaften zu verhindern, so dick bemessen
werden, daß sie sich auch bei der besonders hohen Temperatur der am dünnsten ausgefallenen
Stellen nicht durch Streckung dauernd verformen. Bei den Schalbern gemäß der Erfindung
werden dagegen die wärmeempfindlichen Ausdehnungsfäden wiegen der mittelbaren Beheizung
immer gleichmäßig erwärmt; auch an Stellen, die etwa dünner ausgefallen sind als
die Hauptlange des Fadens, treten keine besonders hohen Temperaturen, die an diesen
Stellen wegen der mechanischen Belastung des Fadens zu örtlichen Drehrungen führen
könnten; auf, weil ja die Tatsache, daß an diesen dünnen Stellen der elektrische
Widerstand größter ist, bei der mittelbaren Beheizung keine Rolle spielt. Diese
- Fäden können also viel dünner gemacht werden als bei dien bekannten Schaltern,
wodurch ihre Wärmekapazität klein wird. Außerdem körnen bei dien Schaltern gemäß
der Erfindung die Fäden der besonderen Heizwicklungen, die ja mechanisch unbelastet
sind, also, auch nicht die Gefahr !einer Dehnung in sich bergen, so dünn gemacht
werden, daß schön ein sehr niedriger Strom. genügt, um die Wicklungen auf eine s,o
hohe Temperatur zu bringen, daß die Wärmezufuhr zu dem dünnen wärmeempfindlichen
Faden des Schalters hauptsächlich durch Strahlung .erfolgt, Die Erfindung soll an
Hand der Zeichnung, die eine beispielsweise Ausführungsform darstellt, näher beschrieben
werden. Auf die, Zeichnung zeigen Fig. i Beinen axialen Schnitt durch den Thermostatschalber
und Fig:2 eine Vorderansicht. Der Schalter ist im ganzen in einem gasdicht geschlossenen
Glasbehälter i untergebracht und an deinem G@este11 z. aus Isoliermaterial befestigt,
das z. B. durch vorstehende Nocken oder Flanschen in bestimmter Läge im Behälter
- gehalten wird. Der Kontakt selbst besteht aus zwei einandrer gegenüberstehenden
Kontaktstiften 3, q., von welchen der ,einte, 3; am freien Ende des längeren Hebelarmes
eines ungleicharmigen Hebels 5 befestigt ist, der in der Nähe des einen Endes des
GGesbells gelagert ist, sich im wesentlichen parallel zum Gestell erstreckt und
in einem längsgrerichbeten Schlitz 6 im Gestell schwingen kann. Die Stifte 3, q.
ragen von je einer Seite in rein durchgehendes Loch 7 im Gestell hinein. Der Kontaktstift
q. wird durch Beinte Blattfeder $ getragen, die am oberen Ende dies Gestells gelagert
ist. Die beiden Kontakte stehen durch eingeschmolzene Zuleitungen 9 mit seinem äußeren
Arbeitsstromkreis in - Verbindung.This beneficial effect is based on the inventor's observations
can be attributed to the following circumstance: Lead serves well-known rascals with immediate
The flow of current through the heat-sensitive filaments therefore poses a certain difficulty
in the production and processing of particularly thin metal threads with everywhere. same
and unchanged cross-section even with prolonged use, because all during manufacture,
the processing, the installation or the use of the resulting cross-sectional irregularities
lead to the fact that the threads are not uniform at all points of their length on legs
Temperature: As a result, these mechanically stressed expansion threads,
so thick to prevent controllable changes in the switching properties
that they are even at the particularly high temperature of the thinnest
Do not permanently deform areas by stretching. With the rascals according to the invention
on the other hand, the heat-sensitive expansion threads weigh the indirect heating
always evenly heated; even in places that are a bit thinner than
the main length of the thread, no particularly high temperatures occur at this
Due to the mechanical stress on the thread, spots lead to local rotations
could; on, because yes the fact that in these thin places the electrical
Resistance is greatest, where indirect heating does not play a role. These
- threads can be made much thinner than with the known switches,
whereby their heat capacity becomes small. In addition, you can use switches according to
of the invention, the threads of the special heating windings, which are mechanically unloaded
are, therefore, also not in danger of stretching, made so thin
be that nice a very low current. is sufficient to set the windings to a s, o
high temperature to bring that heat input to the thin heat-sensitive
Thread of the switch mainly by radiation. Done, the invention is intended to
Hand of the drawing, which represents an example embodiment, described in more detail
will. In the drawing, FIG. 1 shows legs an axial section through the thermostat switch
and Fig. 2 is a front view. The switch is on the whole in a gas-tight closed
Glass container i housed and on your G @ este11 z. fixed from insulating material,
the Z. B. by protruding cams or flanges in a certain position in the container
- is held. The contact itself consists of two opposing each other
Contact pins 3, q., Of which the, one, 3; at the free end of the longer lever arm
a unequal arm lever 5 is attached, which is located in the vicinity of one end of the
GGesbells is mounted, extends substantially parallel to the frame and
can swing in a longitudinal slot 6 in the frame. The pins 3, q.
protrude from one side into a purely through hole 7 in the frame. The contact pin
q. is supported by a leaf spring $, which is mounted on the upper end of the frame
is. The two contacts are through fused leads 9 with its outer
Working circuit in connection.
Dier Hebel 5 trägt in der Nähe seines Drehpunktes eine Schraube io,
!an der ein zweckmäßig .aus Isoliermaterial bestehendes Querstück i i drehbar gelagert
ist: Zwischen den Enden dieses Querstückes und zwei am anderen Ende des Gestells
befestigten Stiften 12- sind zwei dünnte Metallfäden 13 ,eingespannt, die durch
Einwirkung @ein-er auf den Hebel 5 wirkenden Feder 17 gestreckt sind. Die Flieder
17 ist bestrebt; den Kontaktstift 3 vom Gegenh,ontakt abzudrücken. Die beiden
Fäden 13 üblen aber gemeinsam einen Zug auf dien kürzeren Hebelarm dies Hebels 5
aus, der durch die Schraubte io gebildet wird und im wesentlichen senkrecht zur
Längsrichtung des Gestells steht.The lever 5 carries a screw io near its pivot point, on which a cross-piece ii, which is expediently made of insulating material, is rotatably mounted: between the ends of this cross-piece and two pins 12- attached to the other end of the frame are two thin metal threads 13, clamped, the spring 17 acting on the lever 5 by the action @ a-he is stretched. The lilac 1 7 endeavors; to push the contact pin 3 off the counter-contact. The two threads 13 jointly exert a pull on the shorter lever arm of this lever 5, which is formed by the screw and is essentially perpendicular to the longitudinal direction of the frame.
jeder der beiden Metallfäden 13 ist von :einem feinen Glasrohr 1.l";
beispielsweise reinem Kapillarröhr, umschlossen, auf das eine Heizwicklung 15 aufgewickelt
ist. Die beiden Heizwicklungen sind in Reihe geschaltet und mittels eingeschmolzener
Zuleitungen 16 an leinen äußeren Steuerstromkreis angeschlossen.each of the two metal threads 13 is made up of: a fine glass tube 1.1 ";
for example pure capillary tube, on which a heating coil 15 is wound
is. The two heating coils are connected in series and melted down by means of
Leads 16 connected to an external control circuit.
Solange die wärmeempfindlichen Organre, d. h.- die dünnen Fäden 13,
normalte Temperatur haben, wird der Kontaktstift 3 in Kontakt mit dem Gegenkontaktstift
q. gehalten, welch letzterer dabei ,etwas nach hinten gedrückt wird. Beim Stromdurchgang
durch die Heizwicklungen 15 werden die Fäden 13
durch Strahlung und Wärmeleitung
erwärmt, und der Hebel:5 wird infolge der Wärmeausdehnung der Fäden zurückgeschwenkt,
wobei der Gegenkontakt q. anfänglich dem Kon;-takt 3 folgt, bis der Hemmstift i$
gegen das Gestell anschlägt: --Bei weiterer Temperatursteigerung bewegt sich nun
der Kontaktstift 3 allein zurück, und Beine schnelle Stromunterbrechung Gerfolgt
in diesem Augenblick.As long as the heat-sensitive organs, ie the thin threads 1 3, have normal temperature, the contact pin 3 is in contact with the mating contact pin q. held, which the latter is pushed back a little. When current passes through the heating windings 15, the threads 13 are heated by radiation and heat conduction, and the lever: 5 is pivoted back as a result of the thermal expansion of the threads, the mating contact q. initially the contact 3 follows until the jam pin hits the frame: - If the temperature rises further, the contact pin 3 moves back alone, and a rapid power interruption is followed at this moment.