DE712203C - Als Ausloesemittel in einen selbsttaetigen Schalter einzubauender Thermostat mit Bimetallstreifen - Google Patents

Description

• Als Auslösemittel in einen selbsttätigen Schalter einzubauender Thermostat mit Bimetallstreifen Thermostate, die mit einem Bimetalt streifen versehen sind, werden vielfach für selbsttätige Schalter in Form von Überstromschaltern oder auch Relais, ferner für sonstige selbsttätige Einrichtungen, beispielsweise zur Steuerung von Signalvorrichtungen, verwendet. Die Beheizung des Bimetallstreifens ist entweder eine unmittelbare, in welchem Falle z.B. bei überstromschaltern derBimetallstreffen von Strom durchflossen wird, oder eine mittelbare, in welchem Falle ein besonderes Heizelement vorgesehen wird, welches in möglichst größter Nähe des Bimetallstreifens angeordnet wird und seine Wärme teils durch Strahlung, teils durch Leitung auf den Bimetallstreifen überträgt; Die bisherigen Ausführungen von Thermostaten mit Bimetallstreifen weisen hauptsächlich zwei Nachteile auf. Zunächst ist die Wärmeausnutzung eine außerordentlich schlechte. Ein .großer Teil der erzeugten Wärme geht durch Strahlung verloren. Da der Bimetallstreifen zum Zwecke der Durchführung beispielsweise der selbsttätigen Schaltung eines Überstromschalters sich verbiegen, also eine Bewegung ausführen soll, kann man ihn nicht gut mit einem Wärmeisoliermittel umkleiden, weil dieses das Ausbiegen des Bimetallstrcifens verhindern oder erschweren würde. Das Ausbiegen des Bimetallstreifens bedeutet ferner bei mittelbarer Beheizung, daß.sich mit zunehmender Erwärmung der Bimetallstreifen mehr und mehr von seinem Heizelement entfernt, wodurch der Thermostat noch träger wird. Es kommt ferner hinzu, daß die als Heizdrähte meist verwendeten Chromnickeldrähte sich nur schwer mit einer Isolation, z. B. Aluminiumoxvd, in ausreichender Stärke versehen lassen. Man ist also genötigt, zwischen den blanken Heizdrähten und dem Bimetallstreifen eine Isölierschicht anzuordnen, die naturgemäß den Wärmeübergang von den Heizdrähten auf den Bimetallstreifen erschwert und zur Folge hat, daß noch größere Verluste durch Wärmestrahlung auftreten. Es ist ein Thertnostatschalter bekannt, dessen Binzetallstreifen zusammen mit der --samten Schalteinrichtung innerhalb eines Behälters aus elektrisch isolierendem Stoff (Glas) untergebracht ist, und der dazu dient, als selbständig arbeitendes Gerät in Abhä-1-gigkeit von Temperaturschwankungen einen Stromkreis zu öffnen oder zu schließen. Um die Wärmewirkung des umgebendenMediums oder einer um die Glasröhre gewickelten Heizspule in ausreichendem Maße dem Binietallstreifen zuführen zu können, ist die Behälterwandung innen mit einem Metallschirm versehen, mit welchem .der Bimetallstreifen in leitender Verbindung steht. 'plan kann bei diesem bekannten Thermostatschalt#Ir die Glasröhre auch fortlassen und den metallenen Schirm als Behälter für den ganzen Tberinostatschalter ausbilden, doch muß dann zwischen der um den Behälter gewikkelten Heizspule und dem Metallschirm eine isolierende Zwischenschicht angeordnet werden. In beiden Fällen, also auch bei Einschließung .des ganzen Tliermostatschalters in einen gläsernen Behälter liegt bei dieser bekannten Ausführung zwischen der Heizdrahtspule und dem Biinetallstreifen eine starke wärmeisolierende Schicht, die mit dem gege1inenfalls als Behälter dienenden Metallschirin keine Einheit bildet, so daß mit hohen Wärinev erlusten zu rechnen ist. Außerdem leidet diese bekannte Einrichtung an dem -Nachteil, daß zufolge der Anordnung auch des Schalters in der Glas- oder Metallröhre rler Thermostatschalter nur in größeren Ab inessungen hergestellt werden kann, also nicht geeignet ist, um beispielsweise als Ausiöseeleinent eines Überstromschalters oder eines Relais zu dienen.

  Es ist ferner eine Überstromauslösevor-

  richtung bekannt, deren Auslöseelement ir

  Form eifies Bimetallstreifens innerhalb eines

  metallischen Rohres untergebracht ist. Die

  Erwärmung des Bimetallstreifens erfolgt liier

  aber nicht mittelbar oder unmittelbar durch

  Stromwärme, sondern durch die Verluste des

  elektrischen Magneten.

  Ein weiterer Nachteil bekannter Ausfüh-

  rungen von elektrisch beheizten Thermosta-

  ten besteht in einer hohen Gefahr des Durch-

  brennens bei auftretenden Kurzschlüssen.

  Die Heizdrähte, die möglichst fest auf dem

  Biinetallstreifen aufliegen sollen, müssen mit

  Urei liegenden Anschlußenden versehen wer-

  c:en. Diese geben also durch Leitung keiner-

  :ei Wärme ab, sie erhitzen sich demnach be-

  sceii#Iers stark, so daß bei auftretenden Kurz-

  schlüssen sehr leicht ein Durchbrennen gerade

  fier Anschlußenden auftritt, was regelmäßig

  iine langwierige Störung des von dem Tlier-

  ni_jstaten be,lienten Gerätes zur Folge hat.

  Die Erfindung bezieht sich auf einen ak_ Auslösemittel in einem selbsttätigen Schaltet einzubauenden Thermostaten mit Bimetallstreifen, der in der Lage ist, den einen wie ,1i#-i anderen der Nachteile der bekannten Ausführungen zu beseitigen bzw. zu mildern. Die Erfindung geht von denjenigen Einrichtungen aus, bei denen der Bimetallstreifen im Innern eines rohrförmigen, als Träger des Heizdrahtes dienenden metallenen Hohlkörpers angeordnet ist. Das Wesen der Erfinciung besteht darin, daß der rohrförmige Hohlkörper aus Aluminium besteht, dessen Außenfläche oxydiert ist und als unmittelbare Auflagefläche für den Heizdraht dient, dessen beide Enden durch starre Anschlußmittel in unmittelbarer Berührung mit dem rohrförmigen Metallkörper festgehalten sind. Ein derartiger Thermostat läßt sich in sehr kleinen Abmessungen herstellen; die durch die Heizwicklung erzeugte Wärme wird fast ausschließlich auf den als unmittelbaren Träger cles Heizdrahtes dienenden Hohlkörper tincl von diesem auf den Bimetallstreifen übertragen. Die auf dem Aluminiumhohlkörper vorgesehene Oxvdschicht ist im Gegensatz zu den Isolierschichten bei den bekannten Anordnungen hauchdünn und bildet mit dem Hohlkörper eine Einheit, so daß zufolge der unmittelbaren Berührung weitgehend eine Wärmeübertragung durch Leitung stattfindet. Da die `'Wärme ähnlich wie der elektrische Strom stets den Weg des geringsten Widerstancles zu gehen sucht, sind allein hierdurch schon die Stralilungsverluste wesentlich herabgemindert. Sie lassen sich gänzlich oder fast gänzlich dadurch vermeiden, daß der Rohrkörper nach Aufbringen des Heizdrahtes mit einem dunklen Lack überzogen oder z. B. finit einer Asbestumwicklung versehen wird. Dann bildet also die wärmeisolierende Schicht eine Umhüllung des gesamten Thermostaten und nicht eine Trennschicht zwischeli dein Heizdraht und seinem metallenen Träger. Diese Umhüllung stört auch die Beweglichkeit des im Innern des Rohrkörpers angeordneten Bimetallstreifens im Gegensatz zu bekannten Anordnungen überhaupt nicht.
• Der Bimetallstreifen wird zweckmäßig nicht in der Längsachsmitte des rohrförmigen Metallkörpers, sondern außerhalb desselben angeordnet. Man erreicht auf diese Weise inen größeren Arbeitsweg des Bimetallstreifens an seinem freien Ende.
• Auch der weitere Nachteil, die Gefahr des Durchbrennens bei auftretenden Kurzschlüssen oder hohen Überlastungen, ist beim Erfindungsgegenstand weitgehend beseitigt. Man kann als Befestigungsmittel für die Enden des Heizdrahtes auf den rohrförmigen Träger fest aufgezogene Buchsen verwenden. Diese stehen in unmittelbarer metallischer Berührung mit den Heizdrähten und dem rohrförmigen -Metallkörper, gleichwohl aber werden sie zufolge der größeren Masse, die sie aufweisen, nicht derart warm, daß sie ihre Wärme durch Strahlung abgeben. Es fehlt jedoch bei -der Anordnung nach der Erfindung jegliehes Freiliegen des Anschlußendes des Heizdrahtes, demnach also auch die Gefahrenquelle bei auftretenden Kurzschlüssen o. dgl. Diese Anordnung nach der Erfindung :bietet die weitere Möglichkeit, in sehr einfacher Weise den Thermostaten in die gewünschte Ausgangsstellung zu bringen, was insbesondere von Vorteil ist, wenn mehrere Thermostate zu gemeinsamer Einwirkung-'auf ein Schaltgerät o. dgl. verwendet werden. Dies gelingt nach der Erfindung dadurch., daß der rohrförmige Metallkörper an seinem einen Ende drehbar gelagert wird und an seinem anderen freien Ende zweckmäßig unter Federdruck an einer Exzenterscheibe anliegt. Durch Drehen derselben wird die Ausgangsstellung des Thermostaten, der gegebenenfalls unter Federwirkung mit gewissem Druck an der Exzenterscheibe anliegt, eingestellt.
• Die Zeichnung läßt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes erkennen; Abb. i zeigt den Thermostaten im Längsschnitt, A'bb. a in Draufsicht. Abb. 3 veranschaulicht die Anordnung zweier Thermostate in einem Schaltgerät.
• Der Bimetallstreifen a, dessen frei bewegliches freies Ende zur Einwirkung auf ein Schaltschloß eines überstromschalters, auf das Gesperre eines Relais oder unmittelbar auf die Kontakte z. B. einer Signaleinrichtung einwirkt, ist unter Zwischenlage eines Metall-Stückes b außerhalb der Längsachsmitte im Innern eines rohrförmigen, beiderseits offenen Metallkörpers c gelagert. Der Metallkörper c ist eine aus Aluminium bestehende Röhre, deren Außenfläche durch Oxydation isoliert ist. Auf die Außenfläche ist unmittelbar der Heizdraht oder das Heizband d gewickelt. Die beiderseitigen Enden der Heizwicklung werden durch auf den Aluminiumkörper c fest aufgezogene, z. B. aufgeschrumpfte Metallbuchsen e, f gehalten. Diese Buchstaben e, f dienen nicht nur zur Befestigung,des Heizbandes, sondern auch zum Anschluß desselben an die Stromleitungen. Zu diesem Zwecke ist unter der Buchse f zwischen dieser und dem Aluminiumrohr c noch eine besondere Buchse g fest angebracht, die mit einer Anschlußschiene 1z versehen ist. Statt dessen könnte die Buchse g in Fortfall kommen und die Buchse f selbst mit einer Ansohlußschiene h versehen werden. Mittels einer Schraube i ist ein aus Metall oder Isolierstoff bestehender Lagerteil j an der Aluminiumröhre c befestigt, so daß der Thermostat drehbar gelagert werden Irann. Die Stromableitung erfolgt beim Ausführungsl:)cispiel dadurch, daß der Thermostat mit seiner Buchse e an einer Exzenterscheibe aniiegt. Der Thermostat wird durch eine sich an einem Festpunkt in a'bstützende Feder n gegen die Exzenterscheibe h gedrückt. Diese kann z. B. auf einer Anschlußbuchse gelagert sein.
• Bei der Anordnung nach Abb. 3 sind zwei Thermostate c, je für sich um einen Bolzen o drehbar gelagert, vorgesehen. Es handelt sich z. B. um einen zweipoligen Überstromschalter; .dessen Schaltschloß durch eine Schaltstänge p gelöst werden kann.
• Die Wirkungsweise des Thermostaten nach der Erfindung ist ohne weiteres verständlich. Irgendwelche frei liegenden Anschlußenden besitzt die Heizwicklung d überhaupt nicht, die Stromzuführungsleitungen sind so entfernt und unter Hinzufügung so vieler metallener Teile mit großen metallenen Massen angeordnet, daß sie sich nicht wesentlich erwärmen, also selbst bei Kurzschluß keine Gefahrenquelle darstellen. Die in der Heizwickelung d erzeugte Wärme wird durch die dünne Oxydschicht auf den Aluminiumkörper c übertragen. Von hier aus wird die Wärme außer durch Leitung über das metallene Zwischenstück b durch eine sehr kräftige Strahlung auf den Bimetallstreifen a über-, tragen, so daß eine weitgehende Ausnutzung der zugeführten Energie möglich ist. Auskleidungen zum Schutze gegen Wärmeausstrahlungen sind ohne störenden Einfluß auf die Beweglichkeit des Bimetallstreifens a.
• Wenn, wie im Ausführungsbeispiel nach Abb.3 angenommen, mehrere Thermostate auf ein gemeinsames Schaltstück p zur Einwirkung gelangen sollen, läßt sich .durch Verstellen der Exzenterscheiben h eine vollkommen gleichmäßige Anordnung der freien Enden des Bimetallstreifens erzielen. Die Entfernung der freien Enden des Bimetallstreifens a von den Ansätzen r des Schaltstückes p kann vollkommen gleich eingestellt werden, so daß bei der 1/Iassenherstellung unvermeidliche Abweichungen in den Albmessungen und Anordnungen der Einzelteile ausgeglichen werden können.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE-: i.
2. Als Auslösemittel in einen selbsttätigen Schalter einzubauender Thermostat mit Bimetallstreifen, der im Innern eines rohrförmigen, als Träger des Heizdrahtes dienenden Hohlkörpers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Hohlkörper (c) aus Aluminium besteht, dessen Außenfläche oxydiert ist und als unmittelbare Auflagefläche für den Heizdraht (d) dient, dessen beide Enden durch starre Anschlußmittel (e, f) in unmittelbarer Berührung mit -dem rohrförmigen Hohlkörper (c) festgehalten sind. :2., Thermostat nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da$ als Befestigungsmittel für die Enden des Heizdrahtes (d) auf den rohrförmigen Träger (c) fest aufgezogene Buchsen (e, f) dienen.
3. 3. Thermostat nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, da$ der rohrförmige Metallkörper (c) an seinem einen Ende drehbar gelagert ist und an seinem anderen freien Ende zweckmäßig unter Federwirkung (n) an einer Exzenterscheibe (k) anliegt: