DE1081150B - Bimetall-Thermorelais - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In der Hauptpatentanmeldung W 20460 VIJIc/21g ist ein Bimetall-Thermorelais mit Momentschaltung mittels einer um ein labiles Gleichgewicht schnappenden Kippvorrichtung beschrieben, die frei tragend mit der Bimetallfeder verbunden ist, durch die die Schalterkontakte sprunghaft betätigt werden. Die Schaltzeit dieses Thermorelais ist durch die Dimensionierung und Anordnung der Konstruktionselemente endgültig bestimmt.

In der Fernmeldetechnik besteht demgegenüber die Notwendigkeit, die Schaltzeit, d. h. die Zeit, in welcher bei Überstrom die Umschaltung vom Ruhekontakt auf den Arbeitskontakt erfolgt, je nach den gegebenen Verhältnissen zu verkürzen oder zu verlängern.

Eine Veränderung der Schaltzeit bei Bimetall-Thermorelais hat man bisher dadurch erreicht, daß die Abstände zwischen den an den feststehenden Kontaktfedern befindlichen Edelmetallkontakten durch Justierung vergrößert oder verkleinert wurden, z. B. von 0,3 auf 1 mm. Bei kleinerem Abstand der Kontakte erfolgt die Kontaktumschaltung durch die beheizte Bimetallfeder in einer kürzeren Zeit als bei größerem Abstand. Zur Durchführung einer solchen Justierung muß jedoch in den meisten Fällen das ganze Bimetall-Thermorelais, das gewöhnlich in einer größeren Schaltanordnung eingebaut ist, herausgenommen, justiert und dann wieder eingesetzt werden. Außerdem läßt sich durch diese Justierung das Schaltintervall bei den üblichen Bimetall-Thermorelais höchstens zwischen 10 und 20 Sekunden ändern.

Kommt nun im Gegensatz zu den bekannten Thermorelais ein Thermorelais zur Anwendung, bei dem gemäß der Hauptpatentanmeldung eine Momentumschaltung erfolgt, so ist die genannte Justierungsmöglichkeit außer Wirkung, da die Schaltzeit nur davon abhängig ist, wie lange es- dauert, bis die Aüsbiegung des beheizten Bimetallstreifens die eingebaute Kippvorrichtung in Tätigkeit setzt.

Die Erfindung hat nun zum Ziel, auch bei Bimetall-Thermorelais, wie sie in der Hauptpatentanmeldung beschrieben sind, eine Einstellung, der Schaltzeit zu ermöglichen, ohne daß ein Eingriff in das Thermorelais, wie er bei dem bekannten Justieren erforderlich ist, vorgenommen werden muß. Außerdem ermöglicht die Erfindung auch eine Vergrößerung des Einstellbereichs der Schaltzeit, der bei den üblichen Bemessungen der Thermorelais etwa zwischen 5 und 50 Sekunden liegt. Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung ein mit wenigstens einer Bimetallfeder in Verbindung stehender mechanischer Widerstand vorgesehen, der die Schaltzeit beeinflußt. Die Größe dieses Widerstandes kann fest oder einstellbar sein. Der Widerstand übt auf die Bewegungsfreiheit der Bimetallfeder einen dämpfenden Einfluß aus und kann

Zusatz zur Patentanmeldung W 20460 VIIIc/21g
(Auslegeschrift 1 077 333)

Anmelder:

Hans Widmaier,

Großhesselohe bei München,

Sollner Str. 21

Hans Widmaier, Großhesselohe bei München,
ist als Erfinder genannt worden

deshalb als starres und/oder federndes Glied ausgebildet sein, welches mit der Bimetallfeder in Berührung steht oder im Laufe des Schaltvorganges in Berührung kommt. In der Ruhestellung braucht also das den Widerstand bildende Glied nicht direkt oder indirekt an der Bimetallfeder anzuliegen, sondern für die Erreichung des gewünschten Effektes genügt es, wenn die Bimetallfeder erst im Laufe ihrer durch die Erwärmung erzeugten Bewegung mit dem Widerstandselement direkt oder indirekt in Berührung kommt.

Als Widerstandselement kann eine Stellnase dienen, die längs der Bimetallfeder verschiebbar ist. Insbesondere kann das Widerstandselement als U-förmiger Bügel ausgebildet sein, dessen einer Schenkel als Stellnase dient. Der U-förmige Bügel wird etwa parallel zu der Bimetallfeder bis zu einer solchen Stelle gerückt, an der der durch die Stellnase erzeugte mechanische Widerstand gegen die Bewegung der Bimetallfeder gerade der gewünschten Schaltzeit entspricht. Der U-förmige Bügel kann lediglich durch Reibung an dieser Stelle festgehalten werden, man kann jedoch an ihm auch ein Feststellelement, z. B. eine Klemmschraube, vorsehen, mit der er an der betreffenden Stelle festgehalten wird.

Die Stellnase kann auf einem Führungsstück, z. B. auf einem Metallstab, verschiebbar sein, und es hat sich als besonders günstig erwiesen, das Führungsstück zusammen mit den Bimetallfedern und dem zu schaltenden Kontaktfedersatz auf einem gemeinsamen Montageblock zu befestigen.

Die Verschiebung des Widerstandselementes auf dem Führungsstück kann stetig, z. B. mittels eines durch Reibung bzw. durch eine Feder gebremsten

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Schiebers, etwa des genannten U-förmigen Bügels, oder mittels einer Schraubspindel vorgenommen werden. Die Lagerung der Schraubspindel kann dabei an dem umgebogenen Ende des Führungsstückes sitzen.

Die Verschiebung des Widerstandselementes kann jedoch auch unstetig erfolgen, z. B. mittels Löcheroder Zahnrastungen. Zu diesem Zweck kann das Führungsstück mit nebeneinanderliegenden Löchern oder mit einer Zahnreihe versehen sein, in die das Widerstandselement, z. B. der genannte U-förmige Bügel mit der daran befindlichen Stellnase mittels eines Stiftes oder einer Arretierungsfeder eingreift.

Das Widerstandselement braucht nicht direkt auf die Bimetallfeder zu wirken, sondern die Wirkung kann auch indirekt vorgenommen werden durch Einschaltung eines oder mehrerer Zwischenglieder, z. B. einer Blattfeder, gegen die die Stellnase drückt, und über ein Verbindungsstück, welches seinerseits mit einer oder beiden Blattfedern direkt in Verbindung steht. Um eine möglichst feine Regulierung des Widerstandes an der Bimetallfeder vornehmen zu können, sollte das mit der Bimetallfeder direkt in Verbindung stehende Zwischenstück diese in der Nähe ihres freien Endes angreifen.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und nachstehend beschrieben, ohne daß die Erfindung jedoch auf diese Ausführungsformen beschränkt sein soll.

Fig. 1 zeigt das Bimetall-Thermorelais in der Draufsicht von einer Seite mit einem unter Reibung verschiebbaren bzw. feststellbaren Widerstandselement;

Fig. 2 zeigt das Widerstandselement allein mittels einer Schraubspindel verschiebbar;

Fig. 3 stellt ein unstetig verschiebbares, mittels einer Lochstange feststellbares Widerstandselement in der Draufsicht auf die seitliche Kante der Lochstange und

Fig. 4 in der Draufsicht auf die Fläche der Lochstange dar;

Fig. 5 zeigt ein mittels einer Zahnstange verschiebbares Widerstandselement.

Das in Fig. 1 dargestellte Bimetall-Thermorelais entspricht als solches im wesentlichen dem in der Hauptpatentanmeldung dargestelltenBimetall-Thermorelais nach der dortigen Ausführung von Fig. 5. Die beheizte Bimetallfeder 3 ist durch einen Bügel 7 aus Isoliermaterial mit der unbeheizten Bimetallfeder 5 verbunden. Zusammen mit den feststehenden Kontakten 18 und 19 ist in dem Montageblock 27 eine Arbeitsfeder 9 eingespannt, die durch die U-förmig gestaltete Feder 22 mit dem Bügel 7 verbunden ist. In der Hauptpatentanmeldung ist im einzelnen dargestellt, wie durch diese Anordnung eine Momentschaltung des Bimetallrelais erreicht wird.

In dem gleichen Montageblock ist eine Blattfeder 28 ■eingespannt, deren freies Ende an dem Bügel 7 anliegt. Ferner ist in dem gleichen Montageblock 27 als Führungsstück ein flacher Metallstab 29 eingespannt, ■dessen freies Ende 30 umgebogen ist, so daß ein schlittenartig verschiebbarer U-förmiger Bügel 31 unverlierbar auf ihm zu gleiten vermag. Der U-förmige Bügel 31 ist mit einer Klemmschraube 32 versehen, •die gegen eine Bremsfeder 33 drückt. Bei gelockerter Klemmschraube 32 kann der U-förmige Bügel 31 auf dem Metallstab 29 verschoben und durch Anziehen ■der Klemmschraube 32 an einer beliebigen Stelle festgestellt werden.

Der U-förmige Bügel 31 hat eine vorspringende Stellnase 34, die an der Blattfeder 28 anliegt. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß die Stellnase 34 auch in der Ruhelage des Thermorelais an der Blattfeder 28 anliegt, denn für die Wirkungsweise der Erfindung ist es ausreichend, daß die Stellnase erst bei Erwärmung der Bimetallfeder 3 mit der Stellnase 34 in Berührung kommt.

Verbiegt sich durch Erwärmung die Bimetallfeder 3, so muß sie dabei den mechanischen Widerstand der Blattfeder 28 überwinden. Liegt die Stellnase 34 in der Nähe des Montageblockes 27, so ist der mechanische Widerstand der Blattfeder 28 verhältnismäßig

ίο gering. Mit Verminderung des Abstandes der Stellnase 34 zu dem Ende der Blattfeder 28 bzw. der Bi metallfedern 3 oder 5, wird der durch die Stellnase 34 erzeugte mechanische Widerstand größer, so daß damit gleichzeitig die Schaltzeit der Bimetallfeder vergrößert wird. Durch Einstellung der Stellnase 34 kann man also die Schaltzeit in weiten Grenzen ändern.

Die Zwischenschaltung der Blattfeder ist nicht unbedingt erforderlich, es kann vielmehr die Schaltnase auch direkt auf die nicht beheizte Bimetallfeder 5 einwirken. Ein Isolierstreifen 43 verhindert die gegenseitige Berührung zwischen dem Bimetallstreifen 3 und dem Kontakt 18.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung wird der U-förmige Bügel 31 mit seiner Schaltnase 34 durch eine Schraubspindel 35 verschoben, die an dem verlängerten umgebogenen Ende 36 des Metallstabes 29 gelagert ist. Durch Drehen der Schraubspindel kann die Schaltnase 34 in gleicherweise verschoben werden, wie es für Fig, I beschrieben wurde.

Während bei den Anordnungen nach Fig. 1 und 2 die Festlegung der Schaltnase stetig an beliebigen Stellen des Metallstabes möglich ist, zeigen Fig. 3 bis 5 Ausführungsformen, bei denen die Stellung der Schaltnase nur an bestimmten Stellen fixiert werden kann. An Stelle des einfachen Metallstabes 29 ist in Fig. 3 ein mit Löchern 37 versehener Metallstab 38 angeordnet, auf dem der U-förmige Bügel 31 mittels einer federbelasteten Stiftschraube 39 in den Löchern 37 festgelegt werden kann.

Bei Fig. 5 ist an Stelle des Metallstabes 29 bzw. 38 eine Zahnstange 40 vorgesehen, in die die Rastnase 41 einer Rastfeder 42 einzugreifen vermag.

Es mag noch erwähnt werden, daß zwar die Erfindung am Beispiel eines mittels der Bimetallfeder 5 thermisch gegen die Außentemperatur kompensierten Bimetallrelais beschrieben wurde, daß die Erfindung jedoch ebenfalls für thermisch nicht kompensierte Bimetallrelais Verwendung finden kann.

Claims (13)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Bimetall-Thermorelais mit Momentschaltung mittels einer um ein labiles Gleichgewicht schnappenden Kippvorrichtung, die nach Patentanmeldung W 20460 VIIIc/21g frei tragend mit der Bimetallfeder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit wenigstens einer Bimetallfeder (5) in Verbindung stehender mechanischer Widerstand (34, 28) die Schaltzeit beeinflußt.

2. Thermorelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Widerstandes (28) fest oder einstellbar ist.

3. Thermorelais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand als starres (34) und/oder federndes (28) Element ausgebildet ist, welches mit der Bimetallfeder (5) in Berührung steht oder im Laufe des Schaltvorganges in Berührung kommt.

4. Thermorelais nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstandselement eine Stellnase (34) dient, die längs der Bimetallfeder (5) verschiebbar ist.

5. Thermorelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement als U-förmiger Bügel (31) ausgebildet ist, dessen einer Schenkel (34) als Stellnase dient.

6. Thermorelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Bügel (31) mit einer durch eine Klemmschraube (32) feststellbaren Bremsfeder (33) versehen ist.

7. Thermorelais nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellnase (34) auf einem Führungsstück, z. B. einem Metallstab (29, 38, 40), verschiebbar ist.

8. Thermorelais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (29, 38, 40) zusammen mit den Bimetallfedern (3, 5) und dem zu schaltenden Kontaktfedersatz (18,19) auf einem gemeinsamen Montageblock (27) befestigt ist.

9. Thermorelais nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Stellnase (34) stetig, z. B. mittels eines durch Reibung bzw. durch eine Feder (33) gebremsten Schiebers (31) oder mittels einer Schraubspindel (35), erfolgt.

10. Thermorelais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Schraubspindel (35) an dem umgebogenen Ende (36) des Führungsstückes (29) sitzt.

11. Thermorelais nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung des Widerstandselementes (34) unstetig erfolgt, z. B. mittels Loch- (37, 38) oder Zahnrastungen (40, 41, 42).

12. Thermorelais nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung des Widerstandselementes (34) über ein oder mehrere Zwischenglieder auf die Bimetallfeder (5) ausgeübt wird, z. B. über eine Blattfeder (28) und ein Verbindungsstück (7).

13. Thermorelais nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das direkt mit der Bimetallfeder (5) in Verbindung stehende Zwischenstück (7) diese in der Nähe ihres freien Endes angreift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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