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Thermisch gesteuerte Schalteinrichtung zum Offnen und Schließen von
Stromkreisen Thermisch gesteuerte Schalteinrichtungen zum Öffnen und Schließen von
Stromkreisen finden insbe8ondere Anwendung, wenn es sich darum handelt, in einem
konstanten Rhythmus Stromstöße auf eine oder mehrere Leitungen zu geben, beispielsweise
bei. Weidezaungeräten, Blinkleuchten an Fahrzeugen, Warnlichtanlagen, Lichtrufanlagen,
Reklamebeleuchtungen, Schrittschaltwerken od. dgl. Es sind thermisch gesteuerte
Schalteinrichtungen zum Öffnen und Schließen von Stromkreisen bekannt, die mit einem
oder mehreren aus direkt oder indirekt beheiztem Bimetall bestehenden Schaltgliedern
aufgebaut sind oder deren Schaltglied mittels Hitzdraht gesteuert wird.
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Bei Schalteinrichtungen, die mit Bimetall arbeiten, sind die erzielten
Kontaktwege in -den meisten Fällen sehr klein, so- daß eine Momentschaltung kaum
zu erreichen ist. Bei Anordnungen mit Hitzdrahtsteuerung hilft man sich dadurch,
daß man das Schaltglied in seiner Einschaltstellung elektromagnetisch oder permanentmagnetisch
haften läßt. Der hierfür erforderliche Aufwand ist erheblich, insbesondere wenn
der Impulsgeber als Umschalter beispielsweise auf zwei Stromkreise oder auf eine
zusätzliche Kontrollampe arbeitet.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine thermisch gesteuerte Schalteinrichtung
zum Öffnen und Schließen von Stromkreisen, welche es gestattet, mit einfachen Mitteln
große Kontaktwege und -drücke zu erreichen. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann
auch ohne Mehraufwand als Umschalteinrichtung ausebildet werden. Die Kontakt-Z>
zeiten
lassen sich in--weitesten-Grenzen leicht einstellen.
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Die thermIs.ch gesteuerte Einrichtung zum öffnen und Schließen von-Stromkreisen
ist- erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Sc_haltgli(ed mittels einer
über eine Totpumktlage sich bewegenden Feder, die kurz übertotpunktfeder genannt
wird, von einem durch einen Hitzilraht entgegen seiner Vorspannung in seiner Ausgangslage
gehaltenen oder von einem Birnetallstreifen gebildeten Betätigungsglied gesteuert
wird. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Übertotpunktfeder eine
in Form eines Omegas gebogene Feder zu; verwenden. Es kamen: jedoch auch eine Zugfeder
als übertotpunktfeder Xnwendung finden. Zweckmäßig wird die Stromzuleitung zum Hitzdraht
bzw. zur Heizwicklung -des- Bnniietallstreifens über einen getrennten, federnden
Kontakt geleitet, dessen Hub in Richtung auf das Schaltglied durch einen vorzugsweise
isolierten Anschlag begrenzt ist; so däß man die .Schaltfrequenz beeinflussen kann.
Um :den Einfluß der Außentemperatur auszuschalten, kann die Einspannstell:e des
Hitzdrahtes auf einem Halter aus Bimetall .gelagert sein. Die Veränderung der Schaltfrequenz
kann auf einfache Weise erfindungsgemäß auch mittels eines dem Hitzdraht bzw. der
Heizwicklung vorgeschalteten Widerstandes bewirkt werden. Eine besondere Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes ist durch die Ausbildung als Quecksilberschaltröhre gekennzeichnet.
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In der- Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Die in Fig. i veranschaulichte Ausführungsform ist als
Umschalter ausgebildet; wobei der Schaltvorgang so lange wiederholt wird, wieg Spannung
anliegt. Das Schaltglied i, das vorzugsweise aus Isoliermaterial besteht und das
Kontakte 2, 3, d. aufweist, ist in einer Schneide 5 gelagert. An dem der Schneide
5 gegenüberliegenden Ende ,6 des Schaltgliedes i, das ebenfalls- eine Schneide bildet,
greift eine als Omegafeder ausgebildete übertotpunktfeder 7 an, deren Gegenlager
von einem federnd an einem Schneidenbock 8 befestigten Betätigungsglied 9 gebildet
wird. Ein als Hitzdraht ausgebildeter Spanndraht-io hält das Betätigungsglied 9
in seiner Ausgangsstellung, in welcher, bedingt .durch die Lage der übertotpunktfeder
7, das Schaltglied i mit seinem Kontakt 2 am Gegenkontakt ii. anliegt. Der ebenfalls
auf dem Schaltglied ii angeordnete, mit dem Kontakt,, leitend verbundene Kontakt
q. liegt gegen einen FedeTkontäkt z2 an, der über den Schneidenbock 8 mit dem Betätigungsglied
g in -leitender Verbindung steht. Die Kontakte 2, 3, q. des Schaltgliedes i sind
an eine bewegliche Leitung 13 angeschlossen. Wird über die Leitung 1.3 Spannung
zugeführt, so fließt einerseits über den Verb_ raucher 14, andererseits parallel
dazu über den Hitzdraht io ein Strom. Hierbei erwärmt sich der Hitzdraht ico, wobei
er sich ausdehnt. Infolgedessen bewegt sich das Betätigungsglied-9 unter Wirkung
seiner Federvorspannung in Pfeilrichtung. Nach Überschreiten der Totpunktlage der-Omegäfeder
7 wird das Schaltglied i durch diese ruckartig in seine andere Endstellung umgelegt.
Hierdurch gelangt :der Gegenkontakt 3 -des -Kontaktes 2 zur Kontaktgabe mit dem
Anschlag 15, der durch das Betätigungsglied 9 hindurchragt und der, wenn
die Anordnung als Umschalter Verwendung finden soll, ebenfalls mit einem Kontakt
versehen ist. Durch diese Kontaktgabe kann, wie Inc Fig. i als> Beispiel angedeutety
eine, Kontrollampe 16 oder an deren Stelle ein zweiter Verbraucher eingeschaltet
werden: Durch das Umlegen des Schaltgliedesa wird die Stromzuführung zur Kontaktanordnung
q., 12 momentan unterbrochen, so daß der Hitzdraht,io erkaltet. Bei seinem Zusammenziehen
bewegt er das Betätigungsglied 9 entgegen dessen Federspannung und entgegen der
Pfeilrichtung. Bei Überschreiten des Totpunktes wird das Schaltglied i wiederum
in seine ursprüngliche Endlage gedrückt. Dieser Vorgang wiederholt sich, solangie
die Schalteinrichtung an: Spannung liegt.
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Die Schalteinrichtung kann freilich auch ohne automatische Sch altwiederholiung
verwendet werden. In diesem Falle fällt der Federkontakt 12 fort, und die Zuleitung
1c3 wird zusätzlich mit dem Betätigungsglied 9, beispielsweise am Schneidenbock
8, leitend verbunden. Wird nun an die Einrichtung Spannung gelegt, so erfolgt ein
einmaliger Schaltvorgang, der so lange bestehen bleibt, bis die Spannung weggenommen
wird.
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In der Regel wird die Aufhängestelle 17 des Spanndrahtes io als fester
wärmeisolierter Halter ausgeführt. In Fällen, wo (der Einfluß der Außentemperatur
weitestgehend ausgeschaltet werden muß, kann die Aufhängung des Spanndrahtes io
mittels eines Bimetallstückes 18 erfolgen, das so eingebaut ist, daß bei einer Ausdehnung
des Hitzdrahtes io unter dem Einfluß erhöhter Umgebungstemperatur ein ausgleichendes
Spannen dieses Drahtes infolge der Durchbiegung :des Bimetalls .i8 erfolgt. Die
Veränderung :der Schaltfrequenz kann auf einfache Weise durch Änderung des Stromes
im Hitzdraiht io mittels eines Widerstandes gg. bewirkt werden.
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Bei Verwendung als Umschaltimp:ulsgeber tritt mitunter das Bedürfnis
ein, die beiden Kontaktzeiten verschieden lang zu wählen, wenn beispielsweise der
Verbraucher (i4 einen langen, die Kontrollampe )z;6 jedoch: nur einen kurzen Stromstoß
erhalten soll. In diesem Falle werden die beiden durch die Kontakte aa und
315 bestimmten Endlagen. des Schaltgliedes z unsymmetrisch zur Totpunktlage
von Schaltglied i und Betätigungsglied 9 verschoben.
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Durch Veränderung des Anschlages 2ö der Kontaktfeder 12 gegen ein
Isolierplättchen zi läßt sich die Anheiz- und Abkühlungsdauer des Hitzdrahties io
und damit die Impulsfrequenz in gewissen Grenzen regulieren.
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"Bei der in Fig.,2. da bestellten Ausführungsform des. Endungsgegenstandes
gelangt als Übertotpunktfeiler eine Zugfeder 29 zur- Anwendung. An Stelle der Schneidenlägerung
nach Fig. @i wird hier
als eine weitere beispielsweise Ausführungsform
eine Drehzapfenlagerung verwendet. Die Kontaktfeder für die Stromzuführung des Hitzdrahtes
ist hier fortgelassen. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist dve gleiche
wie bei derjenigen nach Fig.,i. Der sich bei Stromdurchfluß ausdehnende Hitzdrahüi(o
bewirkt eine Bewegung des Betätigungsgliedes 9 in Pfei:1,ri.chtung. Je nach Lage
des Aufhängepunktes der Zugfeder 29 wird das Schaltglied in eine seiner beiden Endlagen
gebracht.
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Wie in Fig. 3 veranschaulicht, kann an Stelle des durch einen Hitzdraht
gesteuerten Betätigungsgliedes auch ein solches aus einem Bimetallstreifen 23 Anwendung
finden. Die Beheizung desselben kann in bekannter Weise direkt oder, wie in Fing.
3 dargestellt, indirekt mittels einer Heizwicklung 24. erfolgen. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 4. ist das Schaltsystem als Ein-Aus-Schaltsystem in eine Ouec'ksilberschalträhre
25 eingebaut. Das Schaltglied i, dessen Drehpunkt gleichzeitig der Stromzuführung
zum Verbraucher dient, taucht in Quecksilber 27 ein und stellt damit die Verbindung
zwischen den beiden Kontakten des Quecksilberschalters her. Die Stromzuführung für
den Hitzdraht io kann über die Mertotpunktfeder 7 erfolgen. Der Hubbegrenzung des
Schaltgliedes,i dienen zwei mit dem Drehpunktträger,2I6 verbundene Anschläge 28.
Das Schaltsystem läßt sich in gleicher Weise auch als Umschaltsystem in; Form eineu
Quecksilberröhre gestalten, wobei es unwesentlich ist, ob die Unterbrechung der
Stromzufuhr für den Hitzdraht, sofern ein solcher vorhanden ist, in einem der Quecksilberarbeitskontakte
oder mittels fester Kontakte, also getrennt vom Arbeitskontakt, erfolgt. In letzerem
Falle wirkt die thermisch gesteuerte Anordnung als getrenntes System, beispielsweise
mit Schwachstrom betrieben, und lediglich über ein mechanisches, vorzugsweise isoliertes
Glied betätigt sie den eigentlichen Quecksilbersehalter mit seinen Starkstromkontakten
im gleichen Rhythmus.
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Die Erfindung kann außer bei den geschilderten Ausführungsbeispielen
eine mannigfaltige Anwendung finden.