DE962910C - Thermostatischer Schalter, insbesondere fuer Blinkleuchten - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 2. MAI 1957

L6333VIIIbl2ic

Die Erfindung bezieht sich auf thermostatische Schalter zum periodischen Ein- und Ausschalten eines Betriebsstromes, insbesondere zum Zwecke der Erzeugung von Blinklicht.

Der neue Schalter ist vorzugsweise nach Art der bekannten Sicherungspatronen ausgebildet, die aus einem Glasrohr mit metallenen Endkappen bestehen, mit denen sie in Kontaktfederklemmen eingelegt werden können.

Während bei den bekannten thermostatischen Schaltern das selbsttätige periodische Schließen und Unterbrechen des Stromes durch Verbiegen von unter dem Einfluß einer Heizvorrichtung stehenden Bimetallstreifen erfolgt, die bei Stromschluß im Arbeitsstromkreis des Verbrauchers liegen, dienen bei dem neuen Schalter die die Schaltkontakte tragenden Metallstreifenpaare (im folgenden auch Zungen genannt) nicht als- Stromleiter, sondern nur als Trag- und Schaltorgane für Kontakte, die durch besondere Leiter in. den Verbrauchsstromkreis, eingefügt sind.. Die einzelnen Metallstreifen einer Zunge sind außerdem im Gegensatz zu Bimetall, dessen, beide Lagen in ihrer ganzen Ausdehnung miteinander verbunden sind, nur an der Einspannstelle und in dem den Kontakt tragenden Teil fest miteinander verbunden. Darüber hinaus ist der weniger wärmedehnbare! Streifen des Paares vorzugsweise eine gekrümmte Feder, die bei nur einseitiger Verbindung mit dem anderen Streifen diesem ihre konvexe Seite zukehrt, so- daß sie an ihm nach Herstellung der zweiten Verbindung im wesentlichen über die ganze Länge zwischen den

Verbindungspunkten mit elastischem Reibungsdruck anliegt und eine Vorspannung besitzt, die bei entsprechendem Einbau der Zunge in den Schalter die Kontaktschließung fördert; Für die Stromzuführung zum Verbraucher nach Herstellung des Stromschlusses sind besondere hochwertige Leiter vorgesehen, die parallel- zu dem Heizwicklungen liegen und unter Kurzschlieißen dieser und der Kontakttragerzungen unmittelbar zu ίο den an deren Enden befestigten Kontakten führen. Obgleich die Zungen ebenfalls aus Metall bestehen, geht bei Kontaktschluß der Strom im wesentlichen durch die hochwertigen Kurzschlußleiter. Dadurch wird die Abkühlung der Zungen und die durch, sie bedingte Trennung der Kontakte beschleunigt.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Schalters ist in der Zeichnung in mehrfacher Vergrößerung dargestellt.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch den Schalter; Fig. 2 zeigt ihn in ein Vakuumgefäß eingeschlossen in Ansicht mit Teilschnitten;

Fig. 3 stellt eine der beiden Kontakttragerzungen vor der Vereinigung ihrer beiden Teile dar.

In ein Rohr 7 aus Glas oder anderem Isolierstoff, das an den Enden durch aufgekittete metallene Anschlußkappen 8, 9 abgeschlossen ist, ist ein Sockel 1 eingesetzt. In diesem sind die die Kontakte 14, 14 a tragenden Zungen 4, 4a unter Zwischenfügung eines Isolierkörpers 2 durch Niete 6 befestigt. Zwisehen der Zunge 4 und dem Sockel 1 liegt ein weiterer Isolierkörper 3. Die Zungen 4, 4 a bestehen, aus je zwei Metallstreifen 12, 13 bzw. 12 α, 13 α. Um sie sind unter Zwischenfügung von Isolierungen 15, 15 α Heizwicklungen 16, 16 a gelegt. Die Streifen 12, 12 a. können aus einem bei Bimetallzungen üblichen Metall, z. B. Messing, Bronze, Zink, bestehen; die Streifen 13, 13a dagegen bestehen aus dünnem Federstahl und sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in entspanntem Zustand so gekrümmt, daß sie den Streifen 12, 12 a die konvexe Seite zukehren. Beim Vereinigen der beiden an den rückwärtigen Enden in den Sockel 1 eingespannten Streifen. 12, 13 bzw. 12 a, 13 a an den vorderen Enden durch Aufnieten der Kontakte 14, 14a wird die Feder 13 bzw. 13 a in die Strecklage gebracht, wobei sie sich in der ganzen Länge mit elastischem Druck an den Streifen 12 bzw. 12 a legt.

Die Feder 13 bzw. 13 a ist so bemessen, daß die ihr durch die Vereinigung mit dem Streifen 12 bzw. 12 a erteilte Vorspannung um eine Kleinigkeit kleiner ist als die Kraft, die zum Abbiegen der Zunge aus der Ruhelage nötig wäre. Erst wenn durch Einschaltung der Heizwicklungen 16, 16 α die Zungen 4, 40· erwärmt werden und infolge des kleineren Ausdehnungskoeffizienten des Stahles gegenüber Messing u. dgl. die mit der Federwirkung gleichgerichtete'Biegetendenz der Zunge hinzukommt, erfolgt eine solche Formänderung, daß die Kontakte 14, 14 a miteinander in Berührung kommen. Dabei findet auffallenderweise kein langsames Gegeneinanderbewegen entsprechend dem allmählichen Temperaturanstieg, sondern ein plötzliches Zusammenfallen statt. Dieser Vorgang dürfte sich damit erklären, daß sich bei der unterschiedlichen Wärmedehnung der beiden Streifen kleine, vielleicht nur örtliche, gegenseitige Längsverschiebungen ergeben, die infolge des durch den federnden Reibungsdruck zwischen den. beiden Streifen bedingten Reibungswiderstandes sich erst dann, nach außen hin auswirken, wenn die Verschiebekraft die verhältnismäßig große Reibung der Ruhe zu überwinden vermag, worauf die Bewegung vermöge der Federvorspannung unter Überwindung der jetzt nur noch ■entgegenstehenden kleineren.Reibung der Bewegung schnell vollendet wird.

Derselbe Vorgang vollzieht sich in umgekehrter Richtung auch bei der Abkühlung, d. h., es tritt ein plötzliches Trennen der Kontakte ein, wodurch eine Lichtbogenbildung mit ihren, Nachteilen für die Kontakte vermieden wird. Der Trennvorgang wird darüber hinaus dadurch beschleunigt, daß die Zunge 4 α- mit dem Sockel in Berührung steht. Der verschiedenen Abkühlungsmöglichkeit der Zungen 4, 4» ist durch die aus Fig. 1 ersichtliche verschiedene Bemessung der Heizwicklungen 16, 16» Rechnung getragen.

Durch die Trennung der Kontakte kommt wieder der Heizstrom zustande, so daß der ganze Vorgang sich solange periodisch wiederholt, wie der Arbeitsstrom eingeschaltet bleibt. Die: Unterbrechungsfre- quenz hängt dabei vom der Stärke der Vorspannung und vom Ruheabstand der Kontakte 14, 14 a ab.

Die Stromzuführung erfolgt gemäß Fig. 1 von der Anschlußkappe 8 aus durch Draht 18 zum rückwärtigen Ende der Zunge 4 a-, von hier durch den bei 22 α angeschlossenen Draht 19 zur Heizwicklung 16 α, weiter über Leitung 20 zur Heizwicklung 16," von dieser durch Draht 21 zum Punkt 22 des eingespannten Teiles der Zunge 4 und schließlich durch Draht 23 zur Anschlußkappe 9. Von den Verbindungsstellen 22, 22 a führen hochwertige Leiter 17, ija, z.B. aus Kupferdraht, zu den die Kontakte 14, 140· tragenden Enden der Zungen 4, 40,

Es ergibt sich nun folgende Gesamtwirkung:

Wird bei der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage der Strom eingeschaltet, so werden durch den von 8 über 18, 22a, 19, 16a, 20, 16, 21, 22, 23 nach 9 fließenden Strom die Kontaktträgerzungen 4, 4a erwärmt, so' daß sie in der geschilderten Weise den Kontaktschluß zwischen 14, 14 a herbeiführen. Der damit einsetzende Arbeitsstrom bevorzugt die hochwertigen Leiter 17, 17 a, wodurch nicht nur die Heizwicklungen 16, 16 α, praktisch stromlos werden, sondern auch die Kontakttragerzungen 4, 4a fast stromlos bleiben. Diese Zungen sind somit im Gegensatz zu bekannten Thermostaten praktisch nicht Stromführungsoirgane, sondern lediglich durch Wärmewirkung deformierbare Kontaktträger. Sie werden infolgedessen nur durch die Heizwiderstände beheizt und kühlen sich rascher ab, wenn diese stromlos werden.

Die besondere Ausbildung des Schalters gibt die Möglichkeit, mit ein und derselben Vorrichtung Stromkreise zu steuern, deren Wattzahl in einem ziemlich weiten Bereich liegt. Man kann also mit

ein und demselben Schalter verschiedenen Bedingungen gerecht werden, für die bisher verschiedene Schalter verwendet werden mußten, die in der Regel auf bestimmte Wattzahlen abgestimmt sind. Der neue Schalter läßt sich bequem durch Einstellung des Kontaktabstandes verschiedenen Bedingungen anpassen. Man kann die Kontaktträgerzungem beim Montieren mehr oder weniger deformieren, um die Kontakte enger oder weiter zu

ίο stellen, oder man kann ihnen mehr oder weniger Vorspannung geben.

Es ist übrigens beobachtet worden, daß beim Wechseln des Stromwertes, z. B. durch Ersatz einer Signallampe durch eine solche anderer Wattzahl, die Kontakte durch Verformung ihrer Trägerzungen ihren Trennungsabstand .verändern, ohne daß sich eine merkliche Änderung der Blinkfrequenz ergibt. Das dürfte sich daraus erklären, daß bei größerem Stromwert zwar eine schnellere Erwärmung und ein entsprechend, schnellerer Stromschluß stattfinden, aber die Abkühlung der Kontaktträgerzungen, bis, zur Unterbrechungstemperatur langsamer vor sich geht, so daß die Stromschluß dauer entsprechend verlängert wird.

Versuche haben ferner erwiesen, daß der Schalter auch zur periodischen Unterbrechung eines Starkstromkreises verwendbar ist, weil eben die im Interesse hoher Empfindlichkeit sehr leicht auszuführenden Kontaktträgerzungen durch die hochwertigen Kurzschlußleiter 17, iya weitgehend vom Arbeitsstrom entlastet sind.

Der beschriebene Schalter kann gemäß Fig. 2 in einem Vakuumbehälter 11 untergebracht werden, auf dem in diesem Fall die Anschlußkappen 8, 9 befestigt sind, zu denen wieder die Drähte 18, 23 führen.

An Stelle der einfachen. Metallstreifen 12, 12 a kann man auch Bimetallstreifen verwenden, die mit den Federn 13, 13 a so vereinigt werden, daß beide Teile bei Erwärmung im gleichen Sinne biegend wirken.

Der Schalter kann ungewöhnlich kleine Abmessungen erhalten, die denen der bekannten Glassicherungspatronen entsprechen, so daß er in für diese bestimmte Halter eingesetzt werden kann.

Das Rohr 7 kann von beliebiger Außenform sein. Es kann runden oder polygonalen Querschnitt von konstanter oder wechselnder Größe haben.

Die verschiedenen Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination zur Anwendung kommen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Thermostatischer Schalter, insbesondere für Blinkleuchten, mit durch Erwärmung deformierbaren, aus je zwei verschieden wärmedehnbaren Metallstreifen bestehenden Kontaktzungen, die vorzugsweise in einem rohrf öonigen Gehäuse untergebracht sind, das mit metallenen, die Stromanschlüsse vermittelnden Endkappen in Federklemmen einlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kontaktzunge bildenden Metallstreifen nur an der Einspannstelle und in dem den Kontakt tragenden Teil fest miteinander verbunden sind, sich jedoch dazwischen nur mit elastischem Reibungsdruck berühren, und/oder die Kontakträgerzungen (4, 4 a) durch mit den Kontakten. (14, 14 a) verbundene hochwertige Leiter (17, 17 a) kurzgeschlossen sind.
2. 2. Thermostatischer Schalternach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weniger wärmedehnbare Metallstreifen (13 bzw. 13 a) einer Kontaktträgerzunge eine gekrümmte Feder ist, die bei nur einseitiger Verbindung mit dem anderen Streifen (12 bzw. 12 a.) diesem ihre konvexe Seite zukehrt, so daß sie nach Herstellung der zweiten Verbindung mit elastischem Reibungsdruck zwischen den Verbindungsstellen an ihm liegt und eine Vorspannung besitzt, die: bei entsprechendem Einbau der Zunge in. den Schalter die Kontaktschließung fördert.
3. 3. Thermostatischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung wenig unter der Kraft liegt, die notwendig ist, um die Kontaktträgerzungen aus der Ruhelage zu bewegen.
4. 4. Thermostatischer Schalter nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die; eine Kontaktträgerzunge (4 a) mit dem Sockel (1) in Berührung steht.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 485 905, 673 410; USA.-Patentschriften Nr. 2074345, 2354529; dänische Patentschrift Nr. 36 514.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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