DE696418C - Gegen Stoss und Erschuetterungen unempfindliches Thermorelais - Google Patents

Description

Es ist oft erwünscht, die Temperatur «ines geschlossenen Raumes in vorherbestimmten Grenzen zu halten und Schwankungen, 'die dazu führen, daß diese Grenzen überschritten werden, automatisch auszugleichen. Eine derartige Temperaturkontrolle wird bekannterweise in einfacher Form mit dem sogenannten Thermorelais durchgeführt. Die bisher bekannten Arten des Thermorelais eignen sich sehr gut zu dieser Kontrolle, da sie eine verhältnismäßig hohe Empfindlichkeit mit einem ziemlich einfachen Aufbau verbinden. Diese an sich wünschenswerte Eigenschaft, hoher Empfindlichkeit macht jedoch die Verwiendung der bisher bekannten Typen in allen den Fällen unmöglich, in denen sie während ihrer Tätigkeit Erschütterungen oder Stoßen mechanischer Art ausgesetzt sind, da eine derartige Störung sofort zu Fehlanzeigen des Relais führen muß. Eine ganze Reihe von Verwendungsmöglichkeiten scheidet so aus, z. B. in Einrichtungen, die an sich die Anwendung des Relais ohne weiteres gestatten würden, wie Temperaturkontrollen in Flugzeugen oder Fahrzeugen ganz allgemein. Die in Fahrzeugen unvermeidbaren Erschütterungen führen dann nicht nur zu Fehlschaltungen, sondern die Lebensdauer des Relais wird durch Abbrennen seiner Kontakte stark verkürzt. Zusätzlich tritt durch das dauernde Springen der Kontakte eine unverhältnismäßig heftige Störung benachbarter Rundfunkempfangseinrichtungen auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Absicht zugrunde, ein Thermorelais zu schaffen, das bei hoher Empfindlichkeit und einfachstem Aufbau dennoch zu Kontrollzwecken in Anlagen verwendet werden kann; bei denen sich Erschütterungen mechanischer Art nicht vermeiden lassen, beispielsweise in Flugzeu-

gen. Es ist dafür Sorge "getragen, daß Erschütterung oder Stoß keinen Einfluß auf das Arbeiten des Relais nehmen können. Erfindungsgemäß werden zur magnetischen und elektrischen Dämpfung von Vibrationen magnetische Elemente angewendet, die außerdem noch durch Anwendung einer Springschaltung die Schnelligkeit des Arbeitens erhöhen.

ίο Zweckmäßigerweise sei der Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung im folgenden an Hand der Abbildung beschrieben. [ In der Zeichnung sind zwei Bimetallstreifen ι ο durch entsprechend geformte federnde Winkelarme 11 in einem Ende fest gelagert. Die Winkelarme ihrerseits sind mit Hilfe der Winkel 13 auf der Isolationsplatte 12 befestigt. Die Einstellung der Bimetallstreifen kann mittels der Schrauben 14 bzw. der Muttern 15 begrenzt verändert werden. Ein Permanentmagnet 16, der vorzugsweise aus einem Material von hoher Remanenz und hoher Koerzitivkraft besteht, wie z. B. Alnico, ist in einem bestimmten Abstand vor den freien Enden der Bimetallstreifen mittels eines Winkels 17 befestigt. Die Pole 18 des Magneten sind den auf den freien Enden der Bimetallstreifen befestigten magnetisierbaren Eisenteilen 19 unmittelbar gegenüber in den im Winkel 17 angebrachten Schlitzen 20 verschiebbar angeordnet. Auf jedem der beiden Bimetallstreifen befindet sich außerdem eine magnetisierbare eiserne Buchse, in deren Mittelpunkt, über den Rand hinausragend, je ein Silberkontakt 22 eingelassen ist. Auf jedem der magnetisierbaren Teile 19 ist ein Belag 23 aus Kupfer oder ähnlichem gut leitendem Material angeordnet. Der Zweck dieser Maßnahme sei später erklärt. Es ist klar, daß die Bimetallstreifen, .entsprechend den Temperaturänderungen durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten ihrer Metalle, eine Krümmung erfahren. Die Streifen sind nun so abgeglichen, daß, je nachdem das Relais

*5 schalten soll, steigende bzw. fallende Werte der Temperatur eine Bewegung der freien Enden der Bimetallstreifen in entgegengesetzten Richtungen hervorrufen, derart, daß sich die Kontakte 22 öffnen. Schaltet man nun ein derartiges Thermorelais in einen Kontrollstromkreis ein, so wird bei Temperaturänderungen 'dieser Kreis unterbrochen und dadurch eine Temperatursteuerung möglich. Die mittels .der Mutter 15 verstellbare Schraube 14 ermöglicht es, in bestimmten Grenzen den Arbeitspunkt des Relais zu variieren. Voraussetzung für das einwandfreie Arbeiten des Relais ist die völlige Gleichartigkeit sowohl der beiden Bimetallstreifen als auch deren Befestigungen auf der Grundplatte. Ebenso sollen sich die Teile 19, 21, 22 und 23 vollkommen gleichen. Sind diese Bedingungen erfüllt, so wirken bei Erschütterungen im gleichen Augenblick gleiche Kräfte in gleicher Richtung auf die Streifen, die sich darum in derselben Richtung unter dem Einfluß des Stoßes usw. bewegen. Eine Erschütterung mechanischer Art kann also, wie bekannt, die Kontakte, wenn sie sich zueinander in einer bestimmten Stellung befinden, beispielsweise geschlossen sind, nicht öffnen, und gerade so ist es nicht möglich, daß bei geöffneten Kontakten ein Zusammentreffen bewirkt wird. Erfindungsgemäß sorgen nun elektrische und magnetische Dämpfungseinrichtungen weiterhin dafür, daß willkürliche Bewegungen der freien Enden der Bimetallstreifen verhindert werden. So werden durch das Bewegen der Schicht 23 durch das zwischen den Polen 18 und den magnetisierbaren Teilen 19 herrschende Magnetfeld hindurch in der Schicht 23 Wirbelströme hervorgerufen, die eine Bremsung dieser Bewegung bewirken. Gleicherweise werden natürlich auch in den Teilen 19 Wirbelströme erzeugt, wenn sich diese Teile längs der Oberfläche der Magnetpole 18 infolge Auslenkung der Bimetallstreifen bewegen. Weiterhin erzeugt die Auslenkung der Teile 19 in bezug auf die entsprechenden Magnetpole 18 eine Dämpfung dieser Auslenkungsbewegung durch das Auftreten der Hysteresisverluste in den Teilen 19, durch Änderung der magnetischen Dichte in der Volumeneinheit des Materials der Teile 19 mit der Auslenkungszunahme.

Alle diese Dämpfungsvorrichtungen dienen dazu, schnelle Bewegungen der Bimetallstreifen einzuschränken. Diese dämpfenden Kräfte erfahren bei geschlossenen Kontakten eine weitere Unterstützung durch die Reibungskräfte, die entstehen, wenn die Bimetallstreifen und damit auch die Kontakte 22 durch Stoß oder ähnliches zusammen in gleicher Richtung bewegt werden.

Ein auf Grund der Erfindung hergestelltes Relais hat außerdem den Vorzug, daß die Schaltung in Form einer Springschaltung vor sich geht, d.h. wenn die Kontakte 22 gebührend durch die Krümmung der Bimetallstreifen 10 getrennt sind, hat sich auch der Luftspalt zwischen den magnetisierbaren Zylindern 21 vergrößert; dadurch verkleinert sich aber die magnetische Anziehungskraft zwischen diesen. Da sich aber die Abschwächung der magnetischen Kraft in weit stärkerem Maße vollzieht als das Anwachsen der durch die Krümmung der Bimetallstreifen unter dem Einfluß der wechselnden Werte der Temperatur hervorgerufenen Kräfte, vollzieht sich die Trennung der Kontakte schneller .als allein unter dem Einfluß der Krümmungskräfte. Umgekehrt erhöht sich aber beim Zurück-

giehen der Kontakte in ihre Ruhestellung die magnetische Anziehungskraft weit stärker, als die Spannkraft der Bimetallstreifen nachläßt. Man spricht infolge der erhöhten Geschwindigkeit bei jedem Schaltvorgang von einer Springschaltung. Die Größe des Abstandes zwischen den Polen 18 des Magneten und den magnetisierbaren Teilen 19 bestimmt den Grad der Springneigung, und durch ent-

to sprechende Abstandsänderung kann die Geschwindigkeit des Schaltvorganges innerhalb gewisser Grenzen reguliert werden.

Vorliegende Erfindung stellt also ein Thermorelais dar, das durch zweckentsprechenden Aufbau und Anbringung von Dämpfungseinrichtungen derart konstruiert ist, daß Erschütterungen und Stöße mechanischer Art, im Gegensatz zu bisher bekannten anderen Geräten, ein sicheres und genaues Arbeiten

ao des Relais nicht verhindern, und daß ein derartiges Relais auch unter so schwierigen Verhältnissen arbeitet, wie sie z. B. bei der Temperaturkontrolle piezoelektrischer Anordnungen in Radioeinrichtungen von Flugzeugen vorliegen.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Gegen Stoß und Erschütterungen unempfindliches Thermorelais, das aus zwei symmetrisch zueinander angeordneten, völlig gleichen Bimetallstreifen, die sich beim Schaltvorgang in entgegengesetzter Richtung bewegen, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallstreifen an ihrem freien Ende mit Ankern aus magnetisierbarem Material versehen und den Polen eines Permanentmagneten gegenüber angeordnet sind, dergestalt, daß einerseits bei raschen, z. B. durch Erschütterungen verursachten Bewegungen der Kontaktfedern diese durch Wirbelstrombildung gedämpft werden, Und daß andererseits zufolge der zusätzlichen, zwischen den Ankern auftretenden, mit dem Abstand der Federn stärker als die Federkraft zu- bzw. ab- Ί5 nehmenden magnetischen Anziehungskraft der Schaltvorgang als Springschaltung erfolgt.
2. 2. Thermorelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet gegenüber den Ankern derart verstellbar angeordnet ist, daß die durch Wirbelströme oder» Hysterese hervorgerufene Dämpfung vergrößert oder verkleinert werden kann.
3. 3. Thermorelais nach Anspruch 1 und ' folgenden, dadurch gekennzeichnet," daß zur Verstärkung der Dämpfungswirkung auf den Ankern in der Nähe der Magnetpole ein Belag aus gut leitendem Material, etwa Kupfer, vorgesehen ist.
4. 4. Thermorelais nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung des Abstandes der beiden Anker - auf denselben Buchsen 'aus magnetisierbarem Material angebracht sind, welche vorzugsweise die Kontaktstifte in sich aufnehmen,
5. 5. Thermorelais nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der fest gelagerten Enden der Bimetallstreifen mittels Schrauben so verstellbar ist, daß der Ansprechpunkt des Relais regelbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen