DE522287C - Elektrischer Sicherheitsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Sicherheitsschalter mit einem im Hauptstromkreis liegenden Thermoschalter und einem von einem Heizwiderstand beeinflußten mechanischen Schalter.

Die Erfindung besteht in erster Linie darin, daß der normalerweise den Heizwiderstand überbrückende Thermoschalter, der eine bei dem durch äußere Erwärmung auftretenden Gasdruck in seinem Innern verschiebbare flüssige Kontaktschicht enthält, beim Nachlassen der Temperatur geöffnet und hierauf durch die Formänderung eines vom Heizwiderstand erwärmten Bimetallstreifens eine Verriegelung des mit dem Heizwiderstand in Reihe liegenden mechanischen Schalters aufgehoben wird, der dauernd die Offenlage einzunehmen bestrebt ist.

In der beiliegenden Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt.

Abb. ι ist eine Seitenansicht des Erfindungsgegenstandes, bei dem einzelne Teile der Einfachheit halber abgebrochen dargestellt as sind.

Abb. 2 ist eine Innenansicht des Gehäuses von vorn, das die mechanische Konstruktion enthält, und zwar ist der Deckel weggelassen, um die Betätigungsvorrichtung zu zeigen.

Abb. 3 ist ein Teilschnitt in Richtung der Linie 3-3 der Abb. 2.

Abb. 4 ist eine Einzeldarstellung des Heizelementes, im Querschnitt gesehen.

Der erfindungsgemäße Sicherungsschalter besitzt Mittel, um das Gehäuse und die darin befindlichen Teile zu befestigen. Diese Teile sind besonders für die Verwendung mit einem Quecksilberrohrschalter ausgebildet, und zwar bestehen sie aus einem langen Glasrohr 1, das an seinem Ende geschlossen ist und an seinem änderen Ende in ein rohrartiges Gebilde 2 von kleinerem Durchmesser ausläuft. Der Teil 2 ist nach unten gebogen (vorausgesetzt, daß die Röhre 1 waagerecht verläuft), dann nach der Seite unter einem spitzen Winkel gegen die vertikale Richtung, und dann wieder aufwärts, so daß ein V-förmiges Kniestück 3 entsteht. Der senkrechte Schenkel dieses Kniestücks endigt in einem Kolben oder in einer Kammer 4 von beträchtlichem Fassungsvermögen. Die Teile 1, 2, 3 und 4 können alle in üblicher und bekannter Weise aus Glas und in einem Stück gefertigt sein. Oben in den Kolben oder in die Kammer sind Drähte eingeführt, die in das Glas eingeschmolzen sind. Diese Drähte sind mit dem oberen Ende von zwei langen Anschlüssen oder Kontaktstäben 6 verbunden, die aus

Eisen oder einem anderen passenden Material bestehen können. Die Teile 6 haben Abstand voneinander und ragen in das obere Ende des senkrechten Schenkels des Kniestückes 3 hinein. Die Einführungsdrähte stehen mit äußeren Zuleitungen 7 und 7' in Verbindung. In dem Kniestück ist eine kleine Menge Quecksilber 8 angebracht, die zur Bildung einer Trennschicht zwischen den beiden Schenkeln des Kniestücks ausreicht, wenn der Druck auf ihren beiden entgegengesetzten Seiten gleich stark ist. Die Teile sind so bemessen, daß, wenn sich das Quecksilber, wie Abb. 2 zeigt, in der Ruhelage befindet und demnach der Druck in der Röhre I und in der Kammer 4 gleich hoch ist, zwischen den unteren Enden der Kontaktstücke und dem Quecksilberspiegel noch ein Zwischenraum bleibt, d. h. der Schalter befindet sich in Offenstellung. Steigt der Druck in der Röhre, wobei Voraussetzung ist, daß die ganze Vorrichtung mit einem passenden gasförmigen Stoff gefüllt ist, so fließt das Quecksilber von der Röhre fort nach dem Kolben oder der Kammer, steigt in den senkrechten Schenkel des Kniestücks und tritt mit den Kontakten 6 in Berührung, so daß somit der Stromkreis geschlossen wird, von dem die Zuleitungen 7 einen Teil bilden.

Der Schalter mit der Quecksilberröhre wird durch Einbringen der Röhre 1 in den Ofen oder in sein Zuleitungsrohr betätigt. Er besteht gewöhnlich aus einem Glase, das ohne zu springen oder zu zerbrechen hohe Temperaturen aushalten kann. Es ist wünschenswert, daß das Gehäuse, das den mit dem Quecksilberrohrschalter zusammenwirkenden Schaltmechanismus enthält, in einer Entfernung von dem Ofen aufgestellt wird, wobei dieses Gehäuse notwendigerweise den KoI-ben 4 tragen muß. In der Abb. 1 ist die Wand des Ofens oder seiner Zuleitung, die von dort nach der Esse führt, mit dem Bezugszeichen 9 versehen. Eine Hülse 10, welche die Röhre 1 des Wärmeschalters umgibt, besitzt eine bewegliche Büchsen nebst Flansch, die außen auf der Hülse mit einer Stellschraube befestigt werden und deren Flansch an der Außenwand des Ofens oder der Zuleitung durch beliebige Vorrichtungen, z. B. durch die abgebildeten Ankerbolzen, angebracht werden kann, so daß die Hülse 10 starr damit in Verbindung steht. Das äußere Ende der Hülse 10 läuft in einiger Entfernung von der Außenwand des Ofens bzw. seiner Zuleitung in einen runden Schirm 12 aus, der zur Hülsenaehse senkrecht steht. Dieser Schirm trägt in einigem Abstand auf an beiden Seiten eingelassenen Haltebolzen 14 ein rundes Gehäuse 13 für die Aufnahme des mechanischen Teiles von kleinerem Durchmesser. Die benachbarte oder rückwärtige Wand 15 dieses Gehäuses besitzt eine hervorstehende Hülse 16, die gleichachsig mit der Hülse 10 verläuft, und ferner an seiner äußeren Seite einen beweglichen Deckel 17. Zweckmäßigerweise werden die beiden Hülsen 10 und 16 mit nachgiebigen Haltern 18 ausgestattet, die die Röhre 1 des Ouecksilberwärmeschalters tragen können und es ermöglichen, das Gehäuse 13 starr auf dem Ofen bzw. seiner Zuleitung zu befestigen und es gegen die daraus entweichende Hitze abzuschirmen.

Bei der Montage der Einheit wird die Röhre ι in die Hülsen 10 und 16 zusammen mit dem Kolben 4 eingeführt, der in dem Gehäuse in seiner richtigen Lage durch einen Federbügel 18 festgehalten wird, der, wie Abb. 2 zeigt, auf der Rückwand 15 angebracht ist. Die Hülse 10 besitzt einen größeren Innendurchmesser als das thermische Glied i, das durch sie hindurchgeht; sie ist an dem Schirm 12 nach der Atmosphäre zu und an der Wand 9 nach dem Inneren des Ofens oder der Zuleitung zu offen, und auf diese Weise besitzt die Hülse dort genügend Raum dafür, daß ein kühler Luftstrom hindurchwehen und somit der Übertritt der Wärme von dem thermischen Element und dem Gehäuse 10 nach dem Gehäuse 13 verringert werden kann.

Die mit dem oben beschriebenen Quecksilberschalter in Verbindung stehenden Teile enthalten zweckmäßigerweise einen weiteren Schalter 19 mit einer Ouecksilberröhre von üblicher Art mit zwei Elektroden oder An-Schlüssen, die dicht beieinanderliegen und in den Schalter nahe an seinem Ende eingeführt sind, so daß das Quecksilber beim Kippen der Schaltröhre nach diesem Ende den Stromkreis zwischen den Anschlüssen schließt. Wird die Röhre nach dem anderen Ende gekippt, so fließt das Quecksilber fort und öffnet . den Stromkreis zwischen den erwähnten Anschlüssen. Dieser Quecksilberschalter ist in einem Rahmen geführt, der drehbar um einen an der Rückwand des Gehäuses befestigten Stift 20 gelagert ist. Der Rahmen besitzt ein Gegengewicht 21, das normalerweise die Schalterröhre 19 in d'ieOffenstelhing dreht. Das Gegengewicht oder der Rahmen, der es trägt, sind mit einem Ansatz 22 ausgestattet, der durch einen Anschlag 23 arretiert werden kann. Der Anschlag 23 befindet sich an einer Rückstellspindel, die von Hand betätigt wird und welche drehbar auf der Rückwand des Gehäuses befestigt ist und einen gekordelten Knopf 24 als Handgriff auf ihrer Rückseite hat. Durch Betätigen der Rückstellvorrichtung kann der Röhrenschalter 19 um seinen Drehpunkt in die schließende Stellung geschwenkt werden. Um die schwenkbare Schalterröhre 19 auslösbar in der geschlosse-

nen Stellung zu halten, ragt eine Nase 25 aus dem Rahmen, der den Schalter trägt, nach unten; die Nase kann gegen einen auslösbaren Riegel 26 anschlagen und hält normalerweise den Rahmen samt dem Röhrenschalter 19 in geschlossener Stellung. Der Anschlag zwischen Nase und Verriegelung erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Stellschraube oder durch rechtwinkliges Abbiegen des äußeren Endes der Nase nach der Rückseite der Gehäusewand zu. Der Riegel 26 ist thermisch beeinflußbar und wird zweckmäßigerweise aus einem Bimetallstreifen gebildet, der an seinem unteren Ende durch eine Klammer 27 festgehalten wird, welche auf der Rückwand des Gehäuses angebracht ist. Der Bimetallstreifen ist so konstruiert, daß bei einer Temperatursteigerung sich das obere freie Ende des Riegels nach der Gehäuserückwand 15 neigt und die Nase freigibt, so daß das Gegengewicht 21 den Röhrenschalter 19 in die Offenstellung drehen kann. Sinkt die Temperatur, so hindert dieses Ende des Riegels nicht daran, daß die Rückstellvorrichtung 24 die Nase über den Riegel hinweggleiten läßt und durch sie arretiert wird, um die Schalterröhre 19 in geschlossener Stellung festzuhalten.

Ein elektrisches Heizelement ist an dem Bimetallriegel 26 angebracht, um ihm Wärme zur Temperatursteigerung zuzuführen, damit er die drehbare Schalterröhre freigibt. Dieses Heizelement besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 28', das mit Glimmer oder anderen Isolationsmaterialien isoliert ist, und zwar ist dieses Gehäuse auf dem Bimetallstreifen 26 so angeordnet, daß es durch die gegenüberliegenden Wände dieses Streifens in der Nähe seines hinteren Endes durchtritt. In dem Gehäuse sind in an sich bekannter Art eine größere Anzahl zusammendrückbarer Scheiben 29 aus Kohle oder aus anderem Wider- . Standsmaterial vorgesehen, die miteinander in Berührung stehen, sowie mit dem Streifen an einem Ende und mit dem Druckstück 30 am anderen Ende, das durch Isolierscheiben von den Kohlescheiben am anderen oder äußeren Ende isoliert ist. Durch dieses Druckstück 30 kann der Druck, mit dem sich die Scheiben gegeneinanderlegen, auf jede erforderliche Weise eingestellt werden, am zweckmäßigsten durch eine drehbare Kappe am äußeren Ende des Gehäuses mit einem federnden Finger 31, der in eine Reihe von länglichen Einschnitten 32 zurückfedernd eingreifen kann, welche außen am Gehäuse 28' nahe an dessen Ende angeordnet sind, und welche die Kappe auf ihrem Platz festhalten.

Eine Klemmschraube 33 ist zweckmäßig auf der Klammer 27 angebracht, die das untere Ende des thermischen Riegels 26 trägt und mit diesem Streifen eine elektrische Verbindung herstellt. Zwei Klemmen 34 und 35 sind isoliert auf der Rückwand 15 des Gehäuses unterhalb der Klemmschraube 33 des Riegels angebracht. Klemme 34 ist durch die Zuführung 35' mit der Reihe von Scheiben 29 verbunden, die bei dem Druckstück 30 liegen. Ferner ist mit der Klemme 34 noch der Anschluß 6 des thermisch gesteuerten Schalterkolbens 4 durch eine Zuführung 7 und der andere Anschluß 6 dieses Schalters durch eine Zuführung 7' mit der Klammer 33 auf dem thermischen Riegel 26 verbunden. Diese Klemme 33 ist durch eine Leitung 36 an einen der Anschlüsse des schwenkbaren Schalterrohres angeschlossen. Der andere Anschluß der Röhre ist mit der Klemme 35 durch die Leitung 37 verbunden. Von den Klemmen 34 und 35 sind schließlich noch Leitungen 38 und 38' durch den Boden des Gehäuses nach dem zu überwachenden Stromkreis geführt.

Die Anschlüsse 6 im Kolben 4 des Schalters mit der thermisch gesteuerten Quecksilberröhre liegen also im Nebenschluß, der, falls er durch das im Kolben 4 befindliche Quecksilber 8 geschlossen ist, die Stärke des Hauptstromes so stark herabsetzt, daß der durch das Heizelement 28 fließende Strom nicht mehr genügend Wärme erzeugt, um eine _go Bewegung des Riegels 26 zu ermöglichen. Wird der Stromkreis zwischen den Anschlüssen 6 im Kolben geöffnet, so fließt der Hauptstrom in voller Stärke von Klemme 35 durch die Leitung 37, Schalter 19, Leitung 36 zur Klemme 33, von da aus durch den Bimetallstreifen 26, das Heizelement 28, Zuführung 35' schließlich zur Klemme 34. Der drehbar angeordnete Quecksilberschalter 19 wirkt als Sicherheitsschalter aus folgendem Grunde:

Ist der Hauptüberwachungsstromkreis während des normalen Betriebes der elektrisch betätigten Heizeinrichtung geschlossen, mit dem er in Verbindung steht, und ist die Wärmeerzeugung dieser Vorrichtung aus irgendeinem Grunde nicht mehr groß genugoder hört nachträglich wieder auf, so wird der Stromkreis zwischen den Anschlüssen 6 im Kolben 4 des Thermoschalter durch das Entweichen des Ouecksilbers 8 aus dem Kolben 4 n₀ unterbrochen, so daß die volle Stärke des Hauptstromes durch das Heizelement 28 und den drehbaren Schalter 19 fließen kann; die im Heizelement 28 erzeugte Wärme wird auf den thermischen Riegel 26 übertragen, so daß ng er außer Berührung mit der Nase 25 kommt und das Gegengewicht 21 den Schalter 19 so drehen kann, daß der durchfließende Strom unterbrochen wird.

Während des normalen Betriebes der elektrisch betätigten Heizvorrichtung, mit der zusammen diese Vorrichtung verwendet werden

kann, kann der Hauptstromkreis beliebig viele Male unabhängig von dieser Einrichtung geöffnet und geschlossen werden, ohne die Tätigkeit dieser Einrichtung zu beeinflussen. Ist jedoch einmal der Hauptstromkreis in dieser Vorrichtung unterbrochen, so kann die Heizvorrichtung nicht zum Betrieb gebracht werden, ehe nicht der Sicherheitsschalter 19 durch die Rückstellvorrichtung 24 in eine geschlossene Stellung gebracht worden ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrischer Sicherheitsschalter mit einem im Hauptstromkreis liegenden Thermoschalter und einem von einem Heizwiderstand beeinflußten mechanischen Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß der normalerweise den Heizwiderstand

   (28) überbrückende Thermoschalter (2,6,8), der eine bei Erwärmung von außen durch Gasdruck in seinem Inneren verschiebbare flüssige Kontaktschicht enthält, beim Nachlassen der Temperatur geöffnet wird und hierauf durch die Formänderung eines- vom Heizwiderstand (28) erwärmten Bimetallstreifens (26) eine Verriegelung des init dem Heizwiderstand in Reihe liegenden mechanischen Schalters

   (19) aufgehoben wird, der dauernd die Offenlage einzunehmen bestrebt ist.
2. 2. Elektrischer Sicherheitsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand eine Mehrzahl von übereinander geschichteten Widerstandsscheiben (29) enthält, deren gegenseitige Pressung durch ein Druckstück (31) von Hand verändert werden kann.
3. 3. Elektrischer Sicherheitsschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Schalter als Ouecksilberkippröhre ausgebildet ist, die ein Gegengewicht (21) in die Offenlage zu ziehen sucht, jedoch dadurch daran gehindert wird, daß ein von dem Heizwiderstand beeinflußter Bimetallstreifen (26) im kalten Zustande als Riegel in dem Kippweg des Schalters" liegt.
4. 4. Elektrischer Sicherheitsschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

   .daß der erwärmte Teil (1) des Thermoschalters aus einem die beiden Schalter nebst Zubehör aufnehmenden Gehäuse (13) nach außen ragt und in das Innere eines Heizaggregates durch eine Büchse (10) eingeführt ist, die einen Durchzugskanal für die Luft bildet und den Übergang der Wärme vom Heizaggregat zum Gehäuse verhindert.
5. 5. Elektrischer Sicherheitsschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den erwärmten Teil (1) umgebende Büchse (10) in einiger Entfernung vom Gehäuse (13) einen Schirm (12) trägt, an dem das Gehäuse (Γ3) des Sicherheitsschalters mittels Distanzbolzen (14) o. dgl. befestigt ist.
6. 6. Elektrischer Sicherheitsschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der erwärmte Teil (1) durch federnde Ringe (18) im Schirm (12) und im Gehäuse (13) gehalten ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei