DE1000094B

DE1000094B - Elektrischer Bimetall-Momentschalter

Info

Publication number: DE1000094B
Application number: DEM22473A
Authority: DE
Inventors: Otto Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-08-30
Filing date: 1954-08-30
Publication date: 1957-01-03
Also published as: CH336884A; NL195909B; GB794827A; NL92086C

Description

höchstens bis 0,15 mm, ferner bei ganz geringen Durchmessern der erwähnten Kugelkalotten von wenigen Millimetern und bei ganz geringer, kaum wahrnehmbarer Wölbung dieser, also bei ganz großem bei einem verhältnismäßig großen Schaltweg eine 25 Radius der zu einer Kugelkalotte gehörenden Kugel, Momentschaltung bewirkt, wodurch die nachstehend die kritische Temperatur, bei der ein Umschlag vom erwähnten Nachteile beseitigt werden. Ursprungszustand nach der Gegenseite erfolgt, unter

Unter der Bezeichnung »Spencerscheiben« sind ge- ioo⁰ C liegt. Erfindungsgemäß wurde so vorgeganwölbte bimetallische Platten mit nicht abwickelbarer gen, daß der Bimetallstreifen nach Art einer drei-Fläche (Kugelkalotten) bekanntgeworden, deren Wöl- 30 seitigen Pyramide geformt ist, an Stelle der Spitze bung bei einem oberen Temperaturwert sprungartig eine an sich bekannte runde Öffnung aufweist, an der umkippt und bei einem unteren Temperaturwert Befestigungsseite durch eine schmale, etwa bis zur zurückspringt. Diese Scheiben werden zum plötzlichen Mitte der runden Öffnung reichende Zunge abgestützt Ein- und Ausschalten elektrischer Stromkreise ver- und schwächer als 0,15 mm ist und daß die kalottenwendet. Sie dienen hauptsächlich zur Temperatur- 35 artige Vertiefung sehr flach ist.

regelung elektrischer Bügeleisen und sonstiger Ge- Es sind nunmehr bereits Thermobimetall-Moment-

räte, bei denen die zur Betätigung solcher Schalt- schalter bekanntgeworden, bei welchen der Bimetallplatten erforderlichen Temperaturen, die durchweg streifen mit einer Einprägung in Form einer Kugelüber ioo⁰ C liegen, auftreten und genügend Raum kalotte versehen ist, wobei der Durchmesser der zur Verfügung steht, um die nicht unter einem 40 Kugelkalotte gleich der Bandbreite ist und nach außen, gewissen Durchmesser herstellbaren Schaltscheiben verlaufende rillenförmige Einprägtmgen angebracht unterbringen zu können. Die Herstellung solcher sind. Bei diesen Momentschaltern ist die kalotten-S eh altplatten ist ziemlich schwierig. Für elektrische artige Einprägung jedoch verhältnismäßig tief, so daß Heizkissen bestehen in einzelnen Ländern Vor- ein ruckartiges Umschnappen bei Temperaturen unter Schriften, wonach das Ausschalten bereits bei 80 bis 45 ioo° C nicht gewährleistet ist. Auch dienen die rillen-90⁰ C erfolgen muß. Das ist mit den erwähnten förmigen Einpressungen lediglich dazu, den Bimetall-Schaltscheiben nicht zu erreichen. streifen zu versteifen, während die erfindungsgemäß Die Differenz zwischen der Ein- und Ausschalt- vorgesehenen Einpressungen, die dem Bimetallstreifen, temperatur solcher Schaltscheiben ist so groß, daß sie die Gestalt einer dreiseitigen Pyramide verleihen, für viele Schaltvorgänge bzw. Schaltgeräte, wie z. B. 50 einerseits das Umschnappen erleichtern und anderer-Thermostaten von Heizkissen, nicht verwendbar sind. seits den Weg, den dler Streifen hierbei zurücklegt, Umfangreiche Versuche haben ergeben, daß erst bei vergrößern.

den geringsten herstellbaren Materialstärken von Es st auch bereits bekannt, den Bimetallstreifen zu

Thermobimetallen, nämlich von etwa 0,06 bis 0,08 mm, unterstützen. Die Einrichtungen dieser Art haben je-

doch nur die Aufgabe, die Feders-teilung gegenüber dem Kontakt oder dem Gegenlager zu regulieren. Demgegenüber bezweckt die erfkidungsgemäß vorgeschlagene Unterstützung, daß sich der Bimetallstreifen erst in der Zone der runden Öffnung nach der Schnappseite hin bewegt.

Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Gesamtlänge des Thermobimetallstreifens in einem bestimmten Verhältnis zu dessen Breite steht. Als be-

Der Thörmobimetallstreifen ι ist mit einer Heizwicklung 12 versehen, die parallel zur Glühlampe 13 geschaltet ist. Beim Einschalten fließt der Strom gleichzeitig über den Kontakt 14, über die Glühlampe 13 und die Heizwicklung 12. Sowie die kritische Temperatur des Bimetallstreifens erreicht ist, wird plötzlich der Kontakt 15 geschlossen, der Kontakt 14 unterbrochen und die Glühlampe 16 eingeschaltet. Da die Heizwicklung nunmehr stromlos ist, kühlt sie wieder ab,

sonders günstig hat sich die 2,5- bis 3faehe Länge der 10 und der Vorgang wiederholt sich. Da bei der Anwen-Breite erwiesen. Bei einem beispielsweise 8 mm breiten dung von Thermobimetallstreifen gemäß vorliegender

Erfindung verhältnismäßig geringe Ströme erforderlich sind, um den Bimetallstreifen durch den Strom des zu schaltenden Gegenstandes selbst bis zur kriti-

Streifen ergibt sich also· eine günstigste Gesamtlänge
von etwa 20 bis 24 mm, so- daß Thermoschalter sehr
geringer Abmessungen, wie sie für elektrische Heizkissen oder zum Einbau in Wicklungen von Motoren 15 sehen Temperatur zu erwärmen, ist es auch möglich, oder Transformatoren erwünscht sind, unschwer her- eine Glühlampe hinreichenden Stromverbrauchs gemäß' Fig. 5 unmittelbar mittels eines solchen Thermobimetallstreifens ein- und auszuschalten. Der Strom

fließt von der Stromquelle über den Bimetallstreifen 1

lampe oder des sonst zu schaltenden Verbrauchers nicht aus, so kann man in Fällen, in denen der Stromverbrauch keine Rolle spielt, parallel zu dem zu

gestellt werden können. Es ist nunmehr möglich, unter
Verwendung von Bimetallstreifen der beschriebenen
Art Thermoschalter herzustellen, die beispielsweise
schon bei 8o° C ansprechen und den Strom bei Er- 20 zum Kontakt 14, zur Glühlampe 13 und zurück zur reichung der kritischen Temperatur bei einem Schalt- Stromquelle. Reicht der Stromverbrauch der Glühweg von mindestens 1 mm plötzlich abschalten. Es
lassen sich aber auch noch größere Schaltwege erreichen.

Versieht man Thermobimetallstreifen der beschrie- 25 schaltenden Gegenstand einen Widerstand 17 legen, benen Art mit geeigneten Heizwicklungen, so kann der so bemessen wird, daß die nunmehr entstehende man diese auch zum Bau von Schaltgeräten zum Ein- Gesamtstromstärke ausreicht, um den Thermobimetall- und Ausschalten von Glühlampen oder zur Steuerung streifen 1 hinreichend zu erwärmen. Eine solche zu sonstiger Schaltvorgänge verwenden, wobei Schalt- einem sehr niedrigen Preis und in sehr kleinen Abfolgen von beispielsweise 3 bis 6 Sekunden für den 30 messungen herstellbare Anordnung eignet sich bei-Einschaltvo-rgang und 3 bis 6 Sekunden für das Aus- spielsweise zur Erzeugung von Blinklicht an Richschalten, wie dies für Blinklicht erwünscht ist, ohne tungsanzeigern von Kraftfahrzeugen mit dem weiteren weiteres zu erreichen sind. Vorteil, daß solche Schaltgeräte infolge der nicht un-

Die Erfindung bedeutet einen wesentlichen Fort- erheblichen Vorspannung des Bimetallstreifens prak-' schritt auf dem Gebiet der Thermobimetallschalter 35 tisch unempfindlich gegen normalerweise auftretende gegenüber den bisher üblichen Ausführungen mit Erschütterungen sind. Auch hier verhindern der schleichender Kontakttrennung. Es war z.B. nicht Momentkontakt undder verhältnismäßig große Schaltmöglich, mittels eines solchen bisherigen Bimetall- weg vorzeitiges Verschmoren der Kontakte, schalters zwei Stromkreise zu steuern, z. B. also einen Bei allen elektrischen Schaltern ist hinreichender

Stromkreis bei einer bestimmten Temperatur zu unter- 40 Kontaktdruck erforderlich. Dieser ist selbst bei Verbrechen und gleichzeitig einen zweiten Stromkreis zu wendung von Bimetallstreifen der erwähnten geringen schließen, weil der von der Kontaktseite der Bimetallfeder zurückgelegte Weg von Bruchteilen von Millimetern dies nicht gestattete. Bei Verwendung eines
Thermobimetallstreifens gemäß vorliegender Erfindung 45
wird eine derartige. Schaltung ohne weiteres ermöglicht.
In den Zeichnungen wird die Erfindung an Hand
von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. ι zeigt einen Bimetallstreifen in der Draufsicht, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A der Fig. 1, Fig. 3 einenLängsschnitt durch den Bimetallstreifen, Fig. 4 und s zwei Schaltpläne. Dar Bimetallstreifen 1 besitzt eine kaum wahrnehmbare kugelkalottenförtnige Vertiefung 2 mit einer zentralen Öffnung 3. Der mit der Befestigungsöffnung 6 versehene Teil 4 des Bimetallstreifens besitzt zwei vor-

Stärke durch die Formgebung der Bimetallstreifen gewährleistet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

zugsweise von den Kanten nach der Mitte der Öffnung 3 verlaufende rillen- oder linienartige Prägungen 8und 9, während der den Kontakt 7 tragende Teil 5 des Bimetallstreifens mit einer ebenfalls rillen- oder linienförmigen Einprägung 10 versehen ist. Die Einprägungen S, 9 und 10 verleihen dem Bimetallstreifen eine Form ähnlich einer dreiseitigen Pyramide. Wie Fig. 3 zeigt, ist der Teil 4 des Bimetallstreifens durch eine bis zur Mitte der Öffnung 3 reichende schmale Zunge 11 aus geeignetem Werkstoff unterstützt, so daß sich lediglich der Teil 5 des Bimetallstreifens bei Erwärmung nach unten bewegen kann.

Fig. 4 zeigt ein Schaltschema, bei dem zwei Stromkreise wechselweise ein- und ausgeschaltet werden.

i. Elektrischer Bimetall-Momentschalter mit unebenem Bimetallstreifen, der mit einer kalottenartigen Vertiefung von der Breite des Streifens versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen nach Art einer dreiseitigen Pyramide geformt ist, an Stelle der Spitze eine an und für sich bekannte runde Öffnung aufweist, an der Befestigungsseite durch eine schmale, etwa bis zur Mitte der runden öffnung reichende Zunge abgestützt und schwächer als 0,15 mm ist und daß die kalottenartige Vertiefung sehr flach ist.
2. Thermobimetallschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite und Stärke des Bimetallstreifens so gewählt ist, daß die zum Betrieb- einer hinreichend starken Glühlampe benötigte Stromstärke ausreicht, um bei Reihenschaltung mit dem Bimetallschalter diesen unmittelbar auf die erforderliche Ansprechtemperatur zu erwärmen.
3. Thermobimetallschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht ausreichender Stromaufnahme der zu schaltenden Glühlampe oder des zu schaltenden Geräts ein dazu parallel

geschalteter Widerstand dafür sorgt, daß ein zur Erwärmung des Bimetallstreifens bis zur kritischen Temperatur ausreichender Strom fließt.
4. Thermobimetallschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen wechselseitig mit je einem Kontakt zum

Aus- bzw. Einschalten von zwei Stromkreisen versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 630 597, 579 166; USA.-Patentschrift Nr. 2 615 108.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen