DE859914C - Thermisches Zeitschaltrelais - Google Patents

Thermisches Zeitschaltrelais

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DE859914C
DE859914C DES18449A DES0018449A DE859914C DE 859914 C DE859914 C DE 859914C DE S18449 A DES18449 A DE S18449A DE S0018449 A DES0018449 A DE S0018449A DE 859914 C DE859914 C DE 859914C
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DE
Germany
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resistance
time switch
curve
temperature
circuit
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Expired
Application number
DES18449A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Dr Phil Edler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE859914C publication Critical patent/DE859914C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H43/00Time or time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing one or more switching actions and automatically terminating their operations after the programme is completed
    • H01H43/30Time or time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing one or more switching actions and automatically terminating their operations after the programme is completed with timing of actuation of contacts due to thermal action
    • H01H43/308Time or time-programme switches providing a choice of time-intervals for executing one or more switching actions and automatically terminating their operations after the programme is completed with timing of actuation of contacts due to thermal action based on the change of electrical properties, e.g. thermistors

Landscapes

  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Description

  • Thermisches Zeitschaltrelais Thermische Zeitschaltwer'ke wurden namentlich in früheren Zeiten dort verwendet, wo es nicht auf genaue Zeiteidhaltung ankam, z. B. bei Treppenhausschaltern. Diese Werke bestehen meistens aus einem Bimetall- older Ausidehnungskörper, der nach einer bestimmten Aufheizungszeit, beispielsweise einen bei -Beginn der Heizung .geschlossenen Stromkreis, wieder öffnet. Da bei Ausdehnungskörpern die Wegeklein sind, muß das Schaltgetriebe verhältnismäßig genau ausgeführt werden, auch weirden isolche Schalter leicht durch Erschütterungen beeinflußt. Bei Bimetrallgeräten stehen zwar meist größere Arbeitswege zur Verfügung, dafür sinid aber die dabeiauftretenden Kräfte verhältnismäßig klein. Sie benötigen also ein Schaltgetriebe, das leicht beweglich sein muß. Bei thermischen Zeitschaltern, die mit der Ausdehnung eines beheizten Gases arbeiten, sind oft größere Schaltgefäße mit Quecksilberfüllung nötig. Erfirndunigsgemäß erhält man dadurch ein einfaches und zuverlässig arbeitendes Zeitschaltwerk, d(aß man Wideratarydskörper, die bei einer kritischen, technisch beherrschbaren Temperatur sprunghaft, vorzugsweise um mehrere Zehnerpotenzen ihren Widerstand ändern, in dem zu schaltenden Stromkreis anordnet. Um -den. Energieumsatz in diesem Wi,derstanldakörper, namentlich -,wenn er unmittelbar von Starkstrom durchflossen wird, klein zu halten, macht man den unteren Widerstandswert id'es Körpers klein gegenüber dem Wiiderstand des mit ihm in Reihe liegenden Stromkreisteils, also z. B. der Lampen. Den oberen Widerstandswert macht .man aber mindestens ze@hnfa-ch größer als (den Widerstand des Stromkreisteil's.
  • Der Widerstandskörper kann unmittelbar von dem ihn :durchfließeniden Strom, statt dessen aber auch von einer besonderen Heizwicklung geheizt werden. Soll -das Zeitschaltwerk in einem bestimmten Turnus nach Ingangsetzung mehrere Schaltungen. ausführen, -dann kann man mehrere Widerstandskörper verwenden, die entweder verschieden hoch liegende Umwandlungstemperaturen haben, oder man kann die Heiz- und Abkühlungsverhältnisse und rdie Wärmekapazität so abgleichen, daß die einzelnen Körper zu verschiedenen Zeiten die Umwandlungstemperatur erreichen. Statt dessen kann man :aber auch mehrere Widerstandskörper, die sich gegenseitig, z. B. it Gegentaktschaltung ein- bzw. ausgehalten, verwenden. Auch kann man Reihenschaltungen von tzwei Widerstandskörpern mit steigender und fallender Widerstandschrarakteristik verwenden, wenn es gilt, zu reiner bestimmten Zeit vorübergehend einen Stromkreis ein- oder abzuschalten. Ein besonderer Vorteil dieser Widerstandskörper besteht noch darin, daß sie unmittelbar als Schalter dienen können, wobei die nierdrigeWiderstanässtufe alsEnschaltstellung, die hdhe als Ausschaltstellung anzusehen ist.
  • Die Anwendungsgebiete solcher Zeitschaltwerke sind bekannt, und da sie sehr vielseitig sind, sollen sie hier nicht im einzelnen aufgezählt werden. Natürlich kann mau solche Zeitschaltwerke auch für periodische Schaltungen, also beispielsweise für Blinker, Überwegsignale u. @dgl. verwenden bei solcher A'bgleichu.ng der Widerstandskörper, daß ihre Temperatur um den kritischen Punkt pendelt.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
  • In Fig. i .soll ein Gerät oder Anlagenteil i nach Niederdrücken eines Druckknopfes :2 für eine bestimmte Zeit lang eingeschaltet bleiben. In den Druckknopfkreis ist ein Schaltrelais 3 mit den Schaltern 4, 5 eingeschaltet, das sich über den Schalter 4 und .einen Widerstandskörper 6 mit bei Erwärmung sprunghaft steigendem Widerstand einen Selbsthaltekreis herstellt. Der Widerstandskörper ist mit einer Heizwicklung 7 versehen, die mit rdem Schalter 5 und einem Widerstand 8 in Reihe liegt. Mit A-B sind die Leiter eines Kraftnetzes bezeichnet.
  • Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Beim Schließen ödes Druckknopfes :2 wird .das Relais 3 eingeschaltet und stellt sich sogleich, über den Schaltier 4 eine Selbsthaltung (her. Gleichzeitig wird durch (den Schalter 5 die Heizung 7 eingeschaltet. Der Widerstanldskörper hat im kalten Zustanrd .einen niedrigeren Widerstandswert (vgl. Fig. 2, in der i(n Abliäntgigkeit von rder Zeit t eine Widerstandskurve 9 eine Temperaturkurve io bzw. ioo .aufgetragen ist). Darüber ist bei i i der Verlauf des Stroms im Gerät i dargestellt. Die Temperatur des Körpers 6 (Kurve io) steigt allmählich an. Sobald sie (deri (kritischen Wert 12 erreicht, springt der Widerstand des Körpers 6 auf den großen Wert um (Kurve 9). Dies wirkt praktisch wie eine Ausschaltung für den Selbsthaltekreis des i Relais 3. Infolgedessen öffnet dieses Relais :die , Schalter 4, 5 und damit seinen Selbsthaltekreis und i den Heizstromkreis der Wicklung 7. Der Körper kühlt sich wieder ab, und sobald seine Temperatur , wieder den Wert 12 erreicht, springt sein Widerstand wieder auf denkleinen Wert zurück. Eine Schaltung wird dabei nicht ausgeführt, weil der Schalter 4 ,schon vorher geöffnet hat.
  • Beim Schließen (des Schalters 4 wurde auch das Gerät i (vgl. Kurve ii) eingeschaltet, beim Springen des Widerstandes rauf den (hohen Wert praktisch wieder ausgeschaltet. Die vollkommene Ausschaltung findet bei Öffnen des Schalters 4 statt. Die Kontakte des Schalters 4 sind demnach, beim Ausschaltvorgang praktisch kaum beansprucht.
  • Damit beim Schließen des Druckknopfes 2 der Starkstrom des Geräts i nicht über @dieDruckknopfkontakte fließt, kann (das Gerät i auch übler einen besonderen von dem Relais 3 betätigten Schalter an den Leiter A angeschlossen sein.
  • Um die Schaltzeit des Geräts von Schwankungen der' Raumtemperatur unabhängig zu machen, hat der Widerstand 8 einen positiven Temperaturkoeffizienten, setzt also bei zunehmender Temperatur den Strom der Heizwicklung 7 mehr und mehr herab, und zwar tderart, @daß unabhängig von der Raiwmtemperatur die kritische Temperatur 12 .immer nach der gleichen Zeit erreicht wird. Die Wirkungsweise zeigt Fi.g.2. Liegt die Raumtemperatur bei O, 7dann .steigt die Temperatur des Körpers 6 nach der Kurve io, liegt sie dagegen bei P, dann steigt sie mach der Kurve ioo. Beirde Kurven schneiden sich im Punkt Q auf der Linie 12. , In Fig. 3 soll nach vorübergehendem Schließen das Druckknopfschalters 2 das Gerät i zunächst keinen Strom erhalten. Erst- nach Ablauf einer bestimmten Zeit o-I (Fig. 4) soll es vorübergehend für rdie Zeit I-II Strom führen (Kurve i i). Zu diesem Zweck sind mit rdem Gerät i zwei Wi:derstandakörper6o, 61 in Reihe geschaltet. DerWiderstandskörper 6o hat eine fallende Charakteristik (Kurve 9o; Fig. 4), der Wilderstan@dskörper 61 eine steigende Charakteristik (Kurve gi). Ein weiterer Wi(derstan@dskörper 6, rder eine steigende Clharaktöristi'k gemäß Kurve 9 hat, dient wieder wie in Fig. i zur Unterbrechung der Selbsthaltung eines vom Druckknopf :2 betätigten Schaltrelais 3 mit Selbsthalteschalter 4. Es betätigt auch einen Schalter 5 für das Einschalten des Geräts i und die Heiz.widklungen7,der Körper6o, 61. Beim Körper6 ist eine besondere Heizwicklung weggelassen. Er wird' unmittelbar durch den hindurchgehenden Strom geheizt. Auch bei,denKörpern6o, 61 können die Heizwicklungen weggelassen -,verden.
  • Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Beim Drücken des Druckknopfes :2 schließt das Relais .die Schalter 4, 5, stellt sich über .den Körper 6 eine Selbsthaltung her unld.schaltet rdie Heizwicklungen 7 ein. Das Gerät i erhält praktisch noch keinen Strom, weil der Körper 6o, der damit in Reihe liegt, .seinen hdhen Widerstandhat. Der Schalter 5 kann also praktisch .stromlos geschlossen, und wie sich später rzeigt, auch geöffnet werden.
  • Im Zeitpunkt I ,springt der Widerstand des Körpers 6o (Kurve 9o) auf den kleinen Wert. Dadurch wird ,das Gerät i praktisch eingeschaltet (Kurve i i).- Die Temperaturkurve des Körpers 6o ist mit 6oo :bezeichnet. Sie (schneidet im Zeitpunkt I die der kritischen. Temperatur entsprechende Linie i2. Im Zeitpunkt II erreicht auch die Temperatur (Kurve 61o) ,des Körpers 61 die Linie 12, so daß sein Widerstand sprunghaft (Kurve 91) ansteigt. Dadurch wird praktisch das Gerät i ausgeschaltet. Kurz darauf erreicht auch die Temperatur (Kurve io des Körpers 6) den kritischen Wert, so daß ;der Körperwilderständ (Kurve 9) sprunghaft hochschnellt. Dadurch wird die Selbsthaltung des Relais 3 praktisch unterbrochen, das nun (durch Öffnen der Schalter 4, 5 den Anfangszustand ,des Ze.itsehaltwerks wieder herstellt. Nach entsprechender - Abkühlung erreichen auch die Widerstände der Körper 6, 6o, 61 wieder den Anfangswert.
  • In Fig.5 ist eine besonders einfache Blinkerschaltung dargestellt. Hier ist eine Lampe 13 mit einem Widerstandskörper 14 und einenn Einschalter 15 in Reihe geschaltet. Der Widerstand 14 kann steigende oder fallende Charakteristik haben. Hat er steigende Charakteristik, dann wird beim Schließen des Schalters 15 gleichzeitig die Lampe 13 aufleuchten. Nach einiger Zeit springt der Widerstand' des Körpers 14 auf seinen hohen Wert. Dadurch wird' die Lampe 13 praktisch ajbbgesahaltet, und der Körper 14 kühlt sich wieder ab. Dabei springt (sein Widerstand wieder auf den kleinen Wert. Die Lampe 13 wird wieder eingeschaltet u@sf. Es pendelt also die Temperatur des Körpers 14 fortgesetzt um den kritischen Punkt und infolgedessen leuchtet die Lampe 13 periodisch auf, bis schließlich (der Schalter 15 wieder geöffnet wird. Entsprechendes gilt, wenn der Körper 14 eine fallende Charakteristik hat.
  • In Fig. 6 sind zwei Widerstandskörper 62, 63 in Gegentaktschaltung -geschaltet. Jeder Körper liegt mit einem Schaltrelais 30, 31 mit Schaltkontakt 40, 41 in Reihe. Eines oder beide Relais können auch noch einen weiteren Schalter 16 für irgendein Gerät, z. B. eine Lampe 13, betätigen, doch kann, wie gestrichelt angedeutet, unter Fortfall des Schalters 16 ,das Gerät gleich an einen Widerstandskörper 63 angeschlossen sein.
  • Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Das Relais 30 im Stromkreis ;des Körpers 62 sei gerade eingeschaltet. Der Ruhekontaikt 41 ,des Relais 3i sei geschlossen. Der Ruhekontakt 40 des Relais 30 sei geöffnet und damit das Relais 31 abgeschaltet. Die Körper 62; 63 haben steigende Charakteristik.
  • Nach einiger Zeit springe .der Widerstand dies Körpers 62 auf seinen 'hohen Wert. Dadurch wird das Relais 3o praktisch stromlos und schließt den Kontakt 4ö. Damit wird das Relais: 31 eingeschaltet und öffnet Aden Kontakt 41. Es wind nun der Körper 63 erwärmt und der Körper 62 kühlt 'ab. Sobald der Widerstand des Körpers 63 auf den hohen Wert springt, wird das Relais 3 i, praktisch Dadurch geht die Anordnung in den gezeichneten Zustand wieder über usf.
  • Statt zweier Körper 62, 63 1c#änn man auch eine Kette ,solcher Körper verwenden, von denen entsprechend immer einer den nächstfolgenden ein-bzw. abschaltet. Da jeder Körper dieser -Kette besondere Schaltakte Übernehmen kann, lassen sich auf diese Weise .die verschiedensten Zeitschaltprogramme durchführen. Durch zusätzliche Heizung der Körper, die spannungs-, otromiabhängig oder von irgendwelchen anderen Größen abhängig sein @--kann, lassen sich leicht die Schaltzeiten beein= fluissen, so daß man 1z'. B. mit einfachen Mitteln statt rein zeitabhängiger Schaltungen gemischt abhängige Schaltungen (durchführen kann.
  • Es gibt eine große Anzahl von Stoffen, die ihren Wilderstand bei einer kritischen Temperatur sprunghaft ändern. So steigt z. B. bei Kupfersulfür der Widerstand bei 9o° C auf .das Vierfache an. Bei Schwefelsilber fällt der spezifische Widerstand von 25 auf 0,03 bei 179° sprunghaft ab. Ein ähnliches Verhalten zeigen Silberjodnd, Silberbromid, Sitberchloriid, Ag2 Hg J4, Cut H( J4.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Thermisches Zeitschaltwerk, gekennzeichnet durch wenigstens einen Widerstandskörper in dem zu schaltenden Stromkreis, Ider bei einer kritischen, technisch beherrschbaren Temperatur sprunghaft seinen Widerstand um ein Vielfaches ändert.
  2. 2. Zeitschaltwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d;aß .die sprunghafte Wiiderstandsände.rung mehrere Zehnerpotenzen beträgt.
  3. 3. Ze.itschaltwerk nach Anspruch i und 2, dadurch -gekennzeichnet, däß bei Reihenschaltung des Widerstandskörpers mit einem anderen Stromkreisteil oder untere Wiiderstandiswert des Körpers wesentlich kleiner, der obere Widerstandswert mindestens zehnfach größer ist als der Widerstand (des genannten Stromkreisteilis.
  4. 4. Zeitschaltwerk nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, d.aß in ;dem zu schaJtenden Stromkreis (des Geräts i, F.ig. 2 und 4) zwei Widerstandskörper (6o, 61, Kurven 6oo, 61o, 9o, 9i) in Reihe liegen, die zu verschie-,denen Zeitpunkten (I und II) ihre kritische Temperatur (12) erreichen und von denen der eine (6o) seinen Widerstand (Kurve 9o) bei Temperaturanstieg (Kurve 6oo) sprunghaft erniad'rigt, der andere (61, Kurven 6io, 9i) . erhöht.
  5. 5. Zeitschaltwerk für Treppenhausschalter mit vorübergelhenlder Druckknopflbetätigung oder anderer Ingangsetzung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstandskörper (6) mit steigender Charakteristik (Kurve 9) in einen Sel#bsthaltekreiis eines von einem Druckknopfschalter (2) geschalteten Relais' (3) mit Selbsthaltekontakt (4) liegt.
  6. 6. Zeitschaltwerk für Blinker, Überwegsignale usw., dadurch gekennzeichnet, daß in den Signalkreis (Lampe 13; Fig. 5) ein Wiiderstanrdskörper (i4) solcher Abgleichung eingeschaltet isst, &ß seine Temperatur um den kritischen Punkt pendelt.
  7. 7. Zeitschaltwerk nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Widerstandskörper (derart in eine Kette geschaltet sinrd, daB jeweils oder eine bei- Erreichung seiner kritischen Temperatur einen anderen ein- olderausschaltet. B. Zeitschaltwerk mach Anspruch i bis 3 und 7, gekennzeichnet durch zwei Widerstandskörper (6z, 63, Eig. 6) in Gegentaktschaltung.
DES18449A 1950-08-08 1950-08-09 Thermisches Zeitschaltrelais Expired DE859914C (de)

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DE (1) DE859914C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1056707B (de) * 1956-02-10 1959-05-06 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur zeitlich verzoegerten Steuerung eines Schaltelements

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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