DE850910C - Elektrischer Thermoschalter - Google Patents

Description

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AUSGEGEBEN AM 29. SEPTEMBER 1952

G 3770 VHIb/2i c

Die Erfindung betrifft elektrische Thermoschalter, die zur Steuerung von Elektromotoren geeignet sind.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es, verbesserte elektrische Schalter mit doppelten Thermoregelgliedern zu schaffen, die den Schalter auf Temperaturänderungen, die durch Änderungen des hindurchgehenden Stromflusses verursacht werden, sowie auf Änderungen der Umgebungstemperatur des Schalters ansprechen lassen.

Bei einem erfindungsgemäßen Schalter ist das auf Änderungen der Umgebungstemperatur ansprechende Regelglied so eingerichtet, daß es während dieser Ansprechzeit die Regelung des anderen Gliedes unwirksam macht, das auf Temperaturänderungen anspricht, die durch veränderlichen Stromfluß durch den Schalter veranlaßt werden.

In der bevorzugten Ausführungsform ist ein gemeinsames Gehäuse vorhanden, in dem der durch den Stromfluß gesteuerte Schalter sowie das Thermoschaltglied angeordnet sind, das bei einer vorbestimmten Umgebungstemperatur den Schalter betätigt und ihn gegen die Regelung des Thermoelements unwirksam macht, solange diese vorl>estimmte Umgebungstemperatur bestehenbleibt.

Die bevorzugte Ausführungsform ist im folgenden im einzelnen beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. ι einen Grundriß des Gehäuses mit Schalterteilen,

Fig. 2 eine vereinfachte Schnittansicht des Gehäuses nach 2-2 aus Fig. ι und

Fig. 3 eine abgebrochen gezeichnete Schnittansicht des Schaltergehäuses mit dem auf die Umgebungstemperatur ansprechenden Steuermechanismus.

Der mit gestrichelten Linien dargestellte Schalter in Fig. ι der Zeichnung entspricht einer bekannten Schalterausführung.

Dieser Schalter hat eine isolierende Grundplatte 20 (Fig. 2), die innerhalb des Gehäuses 21 befestigt ist, und trägt zwei feste Kontakte 22 und 23, von denen jeder mit einem beweglichen Schalterkontakt zusammenarbeitet. Zwei getrennte feste Halter 24 und 25 sind an der Grundplatte 20 befestigt. Der Halter 24 trägt ein Y-förmiges, verschiebbares Glied 28 des Schalters mittels einer Blattfeder 26, die durch einen Niet 27 festgelegt ist. Das andere Ende der Feder 26 ist an dem verschiebbaren Glied 28 mit Nieten 29 befestigt. Auf diese Weise sichert die Feder 26 das Glied 28 gelenkig am Halter 24 und drückt es normalerweise vom Halter 24 weg.

Das verschiebbare Glied 28 trägt die beiden beweglichen Kontakte des Schalters, die mit den beiden festen Kontakten 22 und 23 zusammenarbeiten. Jeder bewegliche Kontakt besteht aus einer elastischen Blattfeder, die an einem Ende an dem verschiebbaren Glied befestigt ist und die an ihrem anderen, freien Ende in folgender Weise ein Kontaktelement trägt: Ein elastisches Blatt 30 ist auf einer Seite des verschiebbaren Gliedes 28 befestigt und trägt ein Kontaktelement 31, um auf diese Weise mit dem festen Kontakt 23 zusammenzuarbeiten. Ein Ende eines Antriebsfingers 32 des Blattes 30 sitzt in einer V-förmigen Nut 33 des verschiebbaren Gliedes 28. Ein anderes elastisches Blatt 35 ist an der entgegengesetzten Seite des verschiebbaren Gliedes 28 befestigt und trägt ein Kontaktelement 36, das mit dem festen Kontakt 22 zusammenarbeitet. Das Blatt 35 hat einen Antriebsfinger 37, dessen freies Ende in der V-förmigen Nut 38 des verschiebbaren Gliedes 28 sitzt.

Die Arbeitsweise ist folgende: Wenn das verschiebbare Glied 28 so bewegt wird, daß der Eingriffs- oder Aufsitzpunkt der Finger 32 und 37 in den Nuten 33 bzw. 38 an den Seiten der elastischen Blätter 30 und 35 verläuft, an denen ihre zugehörigen Kontaktelemente 31 und 36 angeordnet sind, dann werden die Antriebsfinger 32 und 37 ihre entsprechenden elastischen Blätter 30 und 35 verschieben, um ihre Kontakte 31 und 36 von den zugehörigen festen Kontakten 23 und 22 zu entfernen. Sobald jedoch die Angriffspunkte der Finger 32 und 37 in den Nuten 33 und 38 wieder nach der Seite der elastischen Blätter 30 und 35 bewegt werden, die der Seite entgegengesetzt ist, auf der die Kontakte 31 und 36 angebracht sind, dann werden die Antriebsfinger 32 und' 37 die Blätter wieder so verschieben, daß ihre Kontakte 31 und 36 mit den festen Kontakten 23 bzw. 2i2 in Eingriff kommen.

Der von dem Halter 24 weg gerichteten Vorspannung der auf dem Glied 28 befindlichen Blattfeder 26 wirkt ein Thermoelement 40 entgegen. Ein Ende dieses Thermoelements ist mechanisch und elektrisch mit einem Hakenteil 41 des verschiebbaren Gliedes 28 verbunden, während sein anderes Ende mechanisch und elektrisch an dem festen Halter 25 befestigt ist. Das Element 40 ist ein Metallstab oder Draht, der sich bei Erwärmung als Reaktion auf einen hindurchfließenden Strom ausdehnen kann. Er wird dabei anfangs so gespannt, daß er einen Zug auf den Hakenteil 41 des verschiebbaren Gliedes 28 ausübt, wodurch er ihn normalerweise an den Halter 24 drückt. In dieser Lage halten die Antriebsfinger 32 und 37 die Kontaktelemente 31 und 36 im Eingriff mit den Kontakten 23 und 22. Wenn das Thermoelement 40 sich infolge des hindurchfließenden Stromes erwärmt, dehnt es sich aus und ermöglicht auf diese Weise der Blattfeder 26, das verschiebbare Glied 28 von dem Halter 24 weg zu bewegen und gegebenenfalls die Antriebsfinger 32 und 37 zu veranlassen, daß sie ihre entsprechenden Kontakte in die offene go Lage verschieben.

Wenn dieser Schalter zur Steuerung eines Elektromotors benutzt wird, der Anlaß- und Laufwicklungen hat, wird die eine Netzleitung mit dem festen Halter 25, die Anlaßwicklung des Motors mit dem festen Kontakt 23 und die Laufwicklung des Motors mit dem festen Kontakt 22 verbunden. Wird nun der Motor angelassen, dann erwärmt der starke, während des Anlassens durch das Thermoelement 40 fließende Stromstoß dieses so ausreichend, daß es sich ausdehnt und die Feder 26 veranlaßt, das Glied 28 zu betätigen, so daß nach dem Anlaufen des Motors der Kontakt 31 von seinem festen Kontakt 23 getrennt und der Anlaßkreis des Motors unterbrochen wird. Während der normalen Arbeitsweise des Elektromotors bewirkt der durch das Thermoelement 40 fließende Strom keine solche Erwärmung, daß ein Schaltvorgang zwischen dem Kontakt 36 und dem festen Kontakt 22 ausgelöst wird. So wird während des normalen Motorbetriebs der Lauf wicklungskreis durch Eingriff des Kontaktes 36 mit dem festen Kontakt 22 aufrechterhalten. Wenn jedoch infolge Überlastung oder aus irgendeinem anderen ungewöhnlichen Grund ein übermäßig starker Strom durch das Thermoelement 40 fließt, wird eine weitere Ausdehnung des genannten Elements veranlaßt. Daraufhin bewirkt die Feder 26, daß der Finger 37 sein elastisches Blatt 35 verschiebt, daß der Kontakt 36 vom festen Kontakt 22 gelöst und dadurch der Laufwicklungskreis des Motors geöffnet wird. Eine Unterbrechung des Stromflusses durch das Thermoelement 40 führt zu dessen Abkühlung und Zusammenziehung. Wenn sich das Thermoelement 40 zusammenzieht, schwenkt es das Glied 28 gegen die Feder 26, um die Kontakte 31

und 36 mit den Kontakten 23 bzw. 22 in Verbindung zu bringen und dadurch wieder die Motorwicklungskreise zu schließen. Auf diese Weise arl)eitet der Schalter in Abhängigkeit von dem durch das Thermoelement des Schalters fließenden Strom.

Das Gehäuse 21 enthält nicht nur den vorher beschriebenen Schalter, sondern auch einen Mechanismus, der mit Teilen des Schalters zusammenarbeitet, um ihn abhängig von Veränderungen der Umgebungstemperatur des Gehäuses zu steuern. Wird das Gehäuse zur Steuerung eines Elektromotors verwendet, dann wird es so angeordnet, daß die Erwärmung des Motors selbst infolge irgendeines ungewöhnlichen Grundes die Steuerung des Schalters in Übereinstimmung mit der Temperatur des Motors bewirkt.

Dieser auf die Umgebungstemperatur ansprechende Mechanismus weist einen Halter 50 auf, der in dem abgeteilten Gehäuseraum an der unteren Wand 52 befestigt ist, an welcher der Halter 50 sitzt. Die Wand hat eine Öffnung 53, die mit dem unteren abgeteilten Gehäuseraum 54 in Verbindung steht, der den oben beschriebenen Schalter enthält. Der Halter 50 hat eine obere Plattform 58 und einen verlängerten Arm 55, der einen begrenzenden Anschlag bildet und der zwecks Einstellung seiner Arbeitslage gebogen werden kann. Der Halter 50 hat auch einen Ansatz 56 mit einer V-förmigen Nut 57. Ein Ende eines Thermoelements 60, das sich abhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur durchbiegt, ist auf einer Plattform 58 angeordnet, und das andere, freie Ende ist an einem elastischen Fingeroi l>efestigt, dessen anderes Ende in der V-förmigen Nut 57 sitzt. Durch die mittlere öffnung62 (Fig. 3) des Thermoelements 60, die Keilform hat, erstreckt sich der Ansatz 56. Auf diese Weise drückt der Fingerot das Thermoelement 60 elastisch gegen den Anschlagarm 55, wie in Fig. 1 gezeigt, und wirkt auch selbst als Anschlag, um die Bewegung des Thermoelements 60 zu begrenzen, wenn es sich infolge der vergrößerten Umgebungstemperatur von dem Anschlagarm 55 weg biegt.

Am freien Ende des Thermoelements 60 ist auch ein gabelförmiger Schaltarm 70 angebracht. Dieser Schaltarm hat zwei in Abstand befindliche Finger 71 und 72, die sich nach unten durch die Öffnung 53 an die biegsamen Blätter 35 bzw. 30 erstrecken (Fig. 2).

Wenn sich dieser auf die Umgebungstemperatur ansprechende Steuermechanisrnus in normalem Betriebszustand befindet, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, greifen die Finger 71 und ~]2 nicht in ihre entsprechenden biegsamen Schalterblätter 35 und 30 ein, so daß die Kontakte 36 und 31 mit den Kontakten 22 bzw. 23 im Eingriff bleiben können. Unter diesen Umständen kann das Thermoelement 40 den Schalter in Übereinstimmung mit dem hindurchfließenden Strom betätigen oder steuern. Wenn sich jedoch infolge einer vorherbestimmten Vergrößerung der Umgebungstemperatur das Thermoelement 60 gegen den Finger 61 (nach oben in Fig. ι und nach rechts in Fig. 2) von dem Anschlagarm 55 weg biegt, dann greifen die Finger 71 und 72 in die entsprechenden biegsamen Blätter 35 und 30 ein und bewegen die Kontakte 36 und 31 von den Kontakten 22 bzw. 23 weg, so daß auf diese Weise, wie vorher, die bisher geschlossenen Stromkreise geöffnet werden. Wenn dieser Schaltmechanismus in Zusammenhang mit einem Elektromotor, wie oben beschrieben, verwendet wird, würden die Feldwicklungen des Motors unter diesen Umständen unterbrochen und somit der Motorbetrieb gestoppt sein. Solange die vorherbestimmte hohe Umgebungstemperatur fortbesteht, können die Kontakte 36 und 31 nicht in Eingriff mit ihren zugehörigen festen Kontakten 23 und 22 bewegt werden. Infolgedessen kann der Schalter nicht wirksam durch das Thermoelement 40 gesteuert werden, da die Finger 71 und 72 als Hindernisse wirken, die die Aufschaltung der l>eweglichen Kontakte auf die festen ausschließen. Sobald jedoch eine normale Umgebungstemperatur vorherrscht, bringt der Fingeroi das Thermoelement 60 in seine ursprüngliche Lage zurück, in der es mit dem Anschlagarm 55 im Eingriff ist, und auf diese Weise kommen die Finger 71 und 72 wieder außer Eingriff mit den biegsamen Blättern 35 und 30, so daß ihre Kontakte 36 und 31 wieder auf die entsprechenden festen Kontakte 23 bzw. 22 aufgeschaltet werden.

Aus dem Vorhergehenden wird man erkennen, daß die einheitliche erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuerung bewirkt, die auf den durch den Schalter fließenden Strom sowie auf Änderungen der Umgebungstemperatur anspricht, derart, daß die Stromflußsteuerung unwirksam gemacht wird, solange die vorherl>estimmte Umgebungstemperatur bestehenbleibt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Thermoschalter, dadurch gekennzeichnet, daß er Kontakte (22, 36, 23, 31), die abhängig vom hindurchfließenden Strom geöffnet und geschlossen werden, und Vorrichtungen (60) aufweist, die auf eine vorbestimmte Umgebungstemperatur ansprechen, genannte Kontakte auftrennen und geöffnet halten, solange die vorherbestimmte Temperatur bestehenbleibt.

2. Elektrischer Thermoschalter, dadurch gekennzeichnet, daß er einen festen (22 bzw. 23) und einen damit zusammenarbeitenden beweglichen Kontakt (36 bzw. 31), thermoelektrische Vorrichtungen (40) zur Verschiebung des beweglichen Kontaktes in Abhängigkeit von dem hindurchfließenden Strom, ein Schaltglied (70), das normalerweise einen Abstand von dem beweglichen Kontakt (36 bzw. 31) hat, aber derart direkt verschiebbar ist, daß es den l>eweglichen von dem festen Kontakt entfernt, und thermisch wirkende Vorrichtungen (60) aufweist, die eine Verschiebung des Schaltgliedes (70) in Abhängigkeit von den Änderungen der Umgebungstemperatur bewirken.

3. Elektrischer Thermoschalter nach den Ansprüchen ι und' 2, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gehäuse (21) mit abgeteilten Gehäuseräumen aufweist, wobei sich der auf den Stromfluß ansprechende Schalter in einem Gehäuseraum (54) und die auf die Umgebungstemperatur ansprechende Vorrichtung in dem anderen Gehäuseraum befindet und genannte Vorrichtung ein Glied (70) hat, das sich in den mit dem Schalter ansgerüsteten Gehäuseraum (54) erstreckt und das bei der vorherbestimmten Umgebungstemperatur bewirkt, daß die Schalterkontakte (22, 36 und 23, 31) geöffnet werden und so lange geöffnet bleiben, wie die Umgebungstemperatur bestehenbleibt.

4. Elektrischer Thermoschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Stromfluß ansprechende Schalter zwei Sätze zusammenarbeitender Kontakte (22, 36 und 23, 31) hat und daß die auf die Temperatur ansprechende Vorrichtung (60, 70) ein Paar Arme (71, 72) aufweist, die mit den beweglichen Kontakten (36,31) zusammenarbeiten.

5. Elektrischer Thermoschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen im Gehäuse (21) befestigten Halter (25), ein z. B. aus einem Ausdehnungsstab (40) bestehendes Thermoelement, das an einem Ende an dem Halter (25) befestigt ist und an seinem freien Ende ein Verschiebungselement (28) trägt, das einen normalerweise an jedem beweglichen Schalterkontakt (36 bzw. 31) anliegenden Teil hat, wobei der Ausdehnungsstab (40) bei einer vorherbestimmten Umgebungstemperatur bewirkt, daß das Verschiebungselement (28) aus der normalen Lage in Eingriff mit den beweglichen Kontakten (36, 31) bewegt wird und diese von ihren zugehörigen festen Kontakten (22, 23) getrennt werden, und eine Blattfeder (26) aufweist, die zwischen dem Halter (24) und dem mit dem Ausdehnungsstab (40) verbundenen Verschiebungselement (28) liegt und dieses entgegen der Wirkung des Ausdehnungsstabes (40) in elastischer Weise so drückt, daß das Verschiebungselement (28) von den Kontakten weg in eine normale Lage bewegt wird.

6. Elektrischer Thermoschalter nach Anspruch 5 und ein Thermoelement zur Betätigung des Schalters, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (50) einen einstellbaren Anschlagarm (55) hat, gegen den die Blattfeder (61) das freie Ende eines Bimetallstreifens (60) drückt, wobei das in der Nut (57) sitzende Ende der Feder (61) als Anschlag für den Bimetallstreifen (60) wirken kann, um seine Bewegung in Abhängigkeit von einer vorherbestimmten Umgebungstemperatur zu begrenzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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