DE1141701B - Temperaturabhaengiger Zeitschalter - Google Patents

Description

• Temperaturabhängiger Zeitschalter Für die Auslösung von Schaltvorgängen nach einer Verzögerungszeit sind Zeitschalter nach verschiedenen Arbeitsprinzipien bekannt. Wegen ihres einfachen Aufbaues und ihrer billigen Herstellung sind für mittlere Verzögerungszeiten von einigen Sekunden bis einigen Minuten besonders thermisch verzögerte Bimetallschalter in Gebrauch. Der Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Schaltzeit derartiger Schalter kann entweder durch die Wahl einer hohen Schalttemperatur genügend klein gehalten oder durch Ausbildung der Bimetallfeder in U- oder M-Forin oder als Doppelfeder kompensiert werden.
• Die Erfindung betrifft einen temperaturabhängigen Zeitschalter, der in Abhängigkeit von der Temperatur einer Vorrichtung oder eines Mediums einen Stromkreis nach einer bestimmten Zeit schalten soll. Je niedriger die Temperatur ist, um so länger, und je höher sie ist, um so kürzer soll die Schaltzeit sein. über einer bestimmten Höchsttemperatur soll der Schalter dann überhaupt wirkungslos bleiben. In einer besonderen Anwendung soll der Zeitschalter für einen Dieselmotor zum Ausschalten der Glühkerzen nach dem Vorwärmen des Motors in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers und zur Betätigung des Anlassers dienen.
• Es erscheint naheliegend, die Temperaturabhängigkeit der Schaltzeit eines Bimetallschalters für die Lösung der Aufgabe zu benutzen. Die bekannten Ausführungen solcher Schalter weisen jedoch eine starke Abhängigkeit der Schaltzeit von Schwankungen der Speisespannung auf, weil die Heizleistung dem Quadrat der Speisespannung proportional ist. Beispielsweise hat eine Unterspannung von 5 1/o eine Minderung der Heizleistung um 10 % zur Folge, so daß insbesondere bei längeren Schaltzeiten Schwankungen eintreten können, die weit außerhalb der zulässigen Toleranz liegen.
• Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie benutzt für einen temperaturabhängigen Zeitschalter ebenfalls mit einer Heizwicklung versehene Kontaktfedern aus Bimetall und gleicht die Schwankungen der Speisespannung für die Heizwicklung um den Sollwert gemäß der Erfindung durch eine in die Speiseleitung der Heizwicklung eingeschaltete Regelein,richtung aus, die ein periodisches, in seinem Rhythmus vom Unterschied der Speisespannung vom Sollwert abhängiges Unterbrechen des Speisestromes der Heizwicklung bewirkt. Ist die Speisespannung kleiner als der Sollwert, dann erfolgen die Stromunterbrechungen seltener, ist sie größer, so werden die Stromunterbrechungen häufiger. Für den Sollwert ergibt sich ein mittlerer Rhythmus der Unterbrechungen und für die Speisung der Heizwicklung des Zeitschalters erhält man bei den üblichen Schwankungen der Speisespannung gleiche Strommittelwerte wie bei konstanter Speisespannung.
• Die Regeleinrichtung besteht aus einem in Selbstunterbrecherschaltung arbeitenden, mit einer Heizwicklung versehenen zusätzlichen Bimetallschalter, dessen Heizwicklung parallel oder in Reihe mit der Heizwicklung der die Zeitschaltung bewirkenden Bimetallkontaktfeder geschaltet ist und der außer zur Regelung der Speisespannung auch zur Beeinflussung der Schaltzeit durch die Umgebungstemperatur der Regeleinrichtung -dienen kann. In einer besonderen Ausführungsform ist die Zeitschalteinrichtung mit der Regeleinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefaßt und in einem Temperaturfühler eingebaut. Dadurch ist es u. a. möglich, bei geeigneter Abstimmung beider Einrichtungen eine linear mit abnehmender Umgebungstemperatur ansteigende Schaltzeit zu erreichen. Vorteilhaft ist es, beide Einrichtungen auf einem gemeinsamen Träger im Temperaturfühler anzuordnen.
• Die Bimetallkontaktfeder der Zeitschalt- und der Regeleinrichtung können je nach Anordnung und Verwendungszweck des Zeitschalters entweder die eine oder die andere in bekannter Weise temperaturkompensiert ausgeführt sein.
• Zur Erläuterung der Erfindung zeigt die Zeichnung eines Ausführungsbeispieles in Fig. 1 den Zeitschalter und einen Bimetallregler in einem Temperaturfühler eingebaut, teilweise im Schnitt und in Fig. 2 ein Prinzipschaltbild mit einem Bimetallregler. Der Zeitschalter besteht aus einer isoliert eingespannten Bünetallfeder 1 mit einer Heizwicklung 2. An ihrem freien Ende trägt die Feder 1 den Kontakt 7. Der an Masse liegende Gegenkontakt 8 ist verstellbar. Die ebenfalls i-soliert eingespannte Bimetallfeder 4 der Regeleinrichtung -trägt den Kontakt 9, der mit dem gleichfalls verstellbaren Gegenkontakt 10 zusammenwirkt. Beide Einrichtungen sind auf einem gemeinsamen _ Träger 13 angeordnet und mit diesem in einem Fühler 14 eingebaut. Der Fühler 14 hat an seinem Ende einen Sechskantkopf mit Gewinde zum Einschrauben, z. B. in den Kühlwassermantel eines Dieselmotors. Im Fühlerkopf sind die elektrischen Anschlußkontakie isoliert eingebettet. Der Zeitschalter ist einerseits über das Kontaktpaar 7 und 8 in den Stromkreis des Verbrauche rs3 und andererseits mit seiner Heizwicklung 2 sowie der Regeleinrichtung 4, 5, 9, 10 parallel dazu in den Schalt- und Regelkreis eingeschaltet und über einen Einschalter 6 an die Stromquelle angeschlossen.
• Die Selbstunterbrecherschaltung des Bimetallreglers arbeitet wie folgt: im Ruhezustand sind die Kontaktpaare 7, 8 und 9, 10 geschlossen. Beim Schließen des Schalters 6, z. B. in Verbindung mit dem Einschalten der Glühkerzen eines Dieselmotors, fließt einerseits der Strom über den Verbraucher 3 (z. B. ein Relais zum Ausschalten der Glühkerzen und Betätigen des Anlassers) und andererseits über die Reizwicklung 2 des Zeitschalters und die Heizwicklung 5 des Reglers. Die Wicklung 5 des Reglers könnte der Wicklung 2 des Zeitschalters auch parallel geschaltet sein. Für den Regler wird eine Bimetallfeder 4 mit erheblich geringerer Wärmeträgheit als die der Feder 1 des Zeitschalters gewählt. Wegen ihrer geringen Wärmeträgheit wird die Kontaktfeder 4 sehr schnell auf die zum öffnen des Kontaktes 9, 10 erforderliche Temperatur erwärmt. Durch die Ab- kühlung schließt das Kontaktpaar 9, 10 jedoch bald wieder, um dann erneut zu öffnen. Der Heizstrom beider Bimetallkontaktfedern 1 und 4 wird periodisch derart unterbrochen und wieder geschlossen, daß im Mittel die Heizleistung unabhängig von der Speisespannung konstant gehalten und die Kontaktfeder 1 dauernd auf der Abhebe- und Schließtemperatur gehalten wird. Die Heizwicklung 2 des Zeitschalters erhält dadurch ebenfalls eine, von Schwankungen der Speisespannung unabhängige Heizleistung.
• Sind beide oder auch nur eine der Bimetallkontaktfedern gegenüber der Umgebungstemperatur nicht kompensiert ausgeführt, dann wird sich bei niederer Umgebungstemperatur eine längere Schaltzeit und bei höherer Temperatur eine kürzere Schaltzeit ergeben. Durch Justieren der beiden Gegenkontakte 8 und 10 kann man erreichen, daß bei einer bestimmten Maximaltemperatur die Schaltzeit null wird, d. h. die Bimetallfeder 1 den Kontakt 7 für dauernd abhebt bzw. schließt und erst wieder sdhheßt bzw. öffnet, wenn die Umgebungstemperatur unter den Maximalwert gesunken ist. .- Die Regeleinrichtung kann auch getrennt vom Zeitschalter angeordnet sein und allein der die Schaltzeit beeinflussenden Temperatur ausgesetzt werden. Erfolgt die Temperaturbeeinflussung unmittelbar über die Kontaktfeder 1. des Zeitschalters, dann kann die Kontaktfeder 4 der Regeleinrichtung auch einer anderen gewünschten Temperaturbeeinflussung zur Änderung der Schaltzeiten ausgesetzt werden. Durch entsprechende Dimensionierung der Kontaktfedern und der Heizwicklungen sowie Justieren der Schaltpunkte und Auswahl der Temperaturbeeinflussung läßt sich die Temlr-raturabhängigkeit der Schaltzeiten in weiten Grenzen den Erfordernissen anpassen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Temperaturabhängiger Zeitschalter mit mindestens einer mit einer Heizwicklung ver§ehenen Kontaktfeder aus Bimetall und einer Einrichtung zum Ausgleich von Schwankungen der Speisespannung für die Heizwicklung um einen Sollwert, gekennzeichnet durch eine in die Speiseleitung der Heizwicklung (2) eingeschaltete Regeleinrichtung, die ein periodisches, in seinem Rhythmus vom Unterschied der Speisespannung vom Sollwert abhängiges Unterbrechen des Speisestromes der Heizwicklung bewirkt.
2. 2. Temperaturabhängiger Zeitschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.. daß die Regeleinrichtung aus einem in Selbstunterbrecherschaltung arbeitenden, mit einer Heizwicklung versehenen Bimetallschalter besteht, dessen Heizwicklung (5) parallel oder in Reihe mit der Heizwicklung (2) der die Zeitschaltung bewirkenden Bimetall-Kontaktfeder (1) geschaltet ist und der außer zur Regelung der Speisespannung auch zur Beeinflussung der Schaltzeit durch die Umgebungstemperatur der Regeleinrichtung dienen kann. 3. Zeitschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschalteinrichtung mit der Regeleinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefaßt und in einem Temperaturfühler (14) eingebaut sind. 4. Zeitschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschalteinrichtung und die Regeleinrichtung auf einem gemeinsamen Träger (13) im Temperaturfühler (14) angeordnet sind, 5. Zeitschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetall-Kontaktfeder (1) der Zeitschalteinrichtung oder die Bimetall-Kontaktfeder (5) der Regeleinlichtung in an sich bekannter Weise, temperaturkompen,siert ausgeführt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1047 957; USA-Patentschrift Nr. 2 758 175.