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Schaltvorrichtung, insbesondere zur Temperaturregelung elektrischer
Verbraucher Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere zur Temperaturregelung
elektrischer- Verbraucher bestimmte Schaltvorrichtung, und zwar eine Schaltvorrichtung
derjenigen Gattung, bei der die Leistung nicht unmittelbar von einer mit einem mechanischen
Fühler (Bimetallfeder, Ausdehnungsstab od. dgl.) verbundenen Fühlerzunge als Kontaktglied
geschaltet wird, bei der vielmehr die Fühlerzunge in den Magnetspulen-Stromkreis
eines' magnetWinflußten Leistungsschalters eingeschaltet ist, dessen Schaltglied
nach Maßgabe der Stellung der Fühlerzunge in dem Sinn gesteuert wird, daß mit dem
Umlegen des Schaltgliedes der geschlossene Magnetstromkreis unterbrochen wird und
dieses erst durch die gegenläufige Bewegung der Fühlerzunge in die Ausgangslage
zurückgeführt werden kann.
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Schalter dieser Art sind bekannt; sie benutzen entweder mechanische
Mittel, etwa in Gestalt von Schnappfedern, um das Schaltglied trotz der Unterbrechung
des Magnetstromkreises in der reuen Schaltlage zu halten. In diesem Falle sind zwei
Elektromagnete
.erforderlich, von denen der zweite dazu dient, das Schaltglied in die Ausgangslage
zurückzuführen, da die mechanische Arretierung ein selbsttätiges Zurückweichen des
Schaltgliedes verhindert. Nach einem anderen Vorschlage werden für die Arretierung
an Stelle mechanischer Mittel magnetische Mittel benutzt, und zwar in der Weise,
daß dem Schaltglied eine Vorspannung gegeben wird, die dieses bei fehlender Erregung
mit dem einen Schaltkontakt in Berührung bringt. Beim Umlegen wird das Schaltglied
so dicht an das Joch des Elektromagneten herangeführt, daß durch den ferromagnetischen
Teil des Schaltgliedes ein gaschlossener Eisenkreis gebildet wird, der infolge seiner
Remanenz das Schaltglied in dieser Stellung hält. Auch hier sind zwei Elektromagnete
vorhanden, deren zweiter durch sein Streufeld den geschlossenen Eisenkreis dahingehend
beeinflußt, daß beim Umlegen der Fühlerzunge sich das Schaltglied aus der arretierten
Stellung. zu lösen vermag.
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Wünschenswert wäre es, wenn die Möglichkeit bestünde, statt mit zwei
Magneten :mit nur einem einzigen Magneten auszukommen. Es sind bereits Fernschaltrelais
vorgeschlagen worden, die eine derartige Möglichkeit andeuten. Hier ist nur ein
einziger Elektromagnet vorgesehen, dessen Schaltglied in der einen Schaltstellung
durch die Remanenz des geschlossenen Eisenkreises gehalten wird. Zum Lösendes Schaltgliedes
wird auf die Magnetspule über einen Widerstand eine Wechselspannung gegeben, die
den remanenten Magnetismus zum Verschwinden bringt und damit` eine Rückführung des
Schaltgliedes in die Ausgangslage ermöglicht.
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Für Regelzwecke erscheint dieser Vorschlag weniger geeignet, da in
der einen Schaltstellung die Hilfsspannung dauernd wirksam ist, d. h. also ein steter,
wenn auch nur geringer Stromverbrauch auftritt. Andererseits entfällt bei diesem
Vorschlag die Möglichkeit, den Steuerschalter, der in seiner Funktion mit der Fühlerzunge
eines elektrischen Reglers zu vergleichen ist, im Felde des Elektromagneten anzuordnen,
um bei seiner Betätigung den Kontaktdruck zu erhöhen; denn dies hätte zur Voraussetzung,
daß der Magnetstromkreis mit dem Umlegen des Schaltgliedes unterbrochen wird. Dies
ist hier aber nicht angängig, weil dies ein Abfallen des Schaltgliedes zur Folge
haben würde.
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In der Anwendung dieser Gedankengänge auf Temperaturregler ist man
deshalb so vorgegangen, daß man weitere Hilfskontakte vorgesehen hat, die es gestatten,
den 'Stromfluß durch den Widerstand zu unterbinden. Die Vielzahl von Kontakten erschwert
in der Serienfertigung jedoch die Justierung in hohem Maße und ist deshalb äußerst
unerwünscht.
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Demgegenüber zeigt die Erfindung einen Weg, wie es. möglich ist, mit
nur einem Elektromagneten auszukommen, ohne daB es erforderlich wäre, die Zahl der
Kontakte gegenüber bisher zu vergrößern. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht,
daß der: für die Übertragung der .Hilfsspannung benutzte und mit dem einen Kontakt
der Fühlerzunge verbundene .Widerstand: mit seinem anderen Ende an denjenigen Kontakt
des Schaltgliedes geführt ist, an dem die Schaltzunge beim Umlegen durch die Remanenz
zur Anlage kommt. Wie bisher wird älso beim Schließen des Magnetspulenstromkreises
durch die Fühlerzunge das Schaltglied umgelegt, zum Halten gebracht und der Magnetspulenstromkreis
unterbrochen. Gleichzeitig wird damit aber "auch die" Verbindung zwischen Schaltglied
und Widerstand hergestellt. Der Widerstand ist jedoch stromlos, da die Fühlerzunge
noch die ursprüngliche Stellung einnimmt, d. h. also nicht den mit dem Widerstand
verbundenen Kontakt berührt. Erst bei der Bewegung der Fühlerzunge in die andere
Endstellung wird der Widerstand an Spannung gelegt und bringt damit den remanenten
Magnetismus zum Verschwinden. Hierdurch kehrt das Schaltglied in die Ausgangslage
zurück und trennt bei seinem Umlegen die Verbindung des Widerstandes mit dem Netz.
Da somit die Fühlerzunge in den Arbeitsstellungen des Schaltgliedes stromlos ist,
ist es möglich, die Fühlerzunge im Feld des Elektromagneten anzuordnen, um den Kontaktdrurk
beim Einschalten zu erhöhen.
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Das Prinzip ist an und für sich nur für die Speisung mit Wechselstrom
geeignet. Von dieser einengenden Bedingung kann man freikommen, wenn in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung der Widerstand ganz oder teilweise durch eine Spule
ersetzt wird, die zweckmäßigerweise auf den Wickelkörper der Magnetspule des Elektromagneten
aufgebracht wird, in ihrer Wirkung jedoch der der Magnetspule entgegengerichtet
ist, d. h. also umgekehrt gepolt "ist oder den gegenläufigen Wicklungssinn besitzt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Einzelheiten derselben
werden im nachfolgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Abb. i zeigt die Schaltvorrichtung nach der Erfindung in Draufsicht,
Abh. 2 in einem Teilschnitt längs der Linie A-A der Abb. 3.; in Abb. 3 ist das S_
chaltschema im Prinzip dargestellt.
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In den Abb. i und 2 ist mit i das Gehäuse der Schaltvorrichtung bezeichnet,
dessen Unterseite mit einem Stutzen 2 versehen ist. In den Stutzen ist der Fühler
3, hier ein Ausdehnungsstab, eingesetzt. Die Bewegung dieses Fühlers wird durch
einen (nicht gezeichneten) Übertragungsmechanismus auf eine einseitig eingespannte,
federnde Fühlerzunge q. aus - ferromagnetischem Material übertragen; die an ihrem
freien Ende einen Kontakt 5 trägt, dem die Gegenkontakte 6' und 6" zugeordnet sind.
Die Kontakte 6' und 6" sind auf einer Isolierstoffgrundplatte 7 befestigt, die mit
einer Aussparung 8 für den freien Durchtritt der Fühlerzunge versehen ist. Die Grundplatte
selbst wird von einem Rahmen 9 getragen, der das Joch eines -Elektromagneten bildet,
dessen Magnetspule mit io bezeichnet ist: und in deren Feld die Fühlerzunge 4 angeordnet
ist. Auf der Gegenseite ist die Grundplatte durch einen Zapfen z i abgestützt; der-.mit
dem. Gehäuse i verbunden ist..
Im Felde der Magnetspule- 1o ist
eine zweite Zunge 12 (vgl. Abb. 2) angeordnet, die das Schaltglied des Leistungsschalters
darstellt. Diese Zunge trägt einen Kontakt i3; die zugehörigen Gegenkontakte sind
mit i4.' bzw. 1q." bezeichnet. Die Zunge ist so weit vorgespannt, daß normalerweise
eine Berührung zwischen den Kontakten 13 und il! stattfindet. Außerdem ist auf der
Zunge ein Stück Flachstahl 15 befestigt, das unter Einhaltung eines für die freie
Beweglichkeit ausreichenden Abstandes von der Klammer 16 gehalten wird.
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Die Funktion der Schaltvorrichtung nach der Erfindung sei an Hand
der Abb. 3 näher erläutert, in der für die einzelnen Teile die gleichen Bezugszeichen
gewählt sind wie in den Abb. i und 2! Bei der Ausdehnung des Stabes 3 möge die Fühlerzunge
q. die in der Abb. 3 gezeigte Stellung erreichen. Hierdurch wird der Stromkreis
der Magnetspule io über die Fühlerzunge q. und die Kontakte 5, 6", 1q.' und
13 geschlossen. Dies hat eine Erhöhung des Kontaktdruckes zwischen den Kontakten
5 und 6" zur Folge. Gleichzeitig damit wird aber auch das Schaltglied 13 aus der
gezeichneten Schaltstellung in die andere Endstellung umgelegt. Bei diesem Umlegen
wird der Stromkreis der Spule ia unterbrochen, wodurch die Fühlerzunge q. wieder
ihre freie Beweglichkeit erhält. Das Schaltglied 12 vermag jedoch nicht in die Ausgangslage
zurückzukehren, da die Remanenz des geschlossenen Eisenkreises das Stück Flachstahl
15 an dem Joch g in Anlage hält. Erreicht die Fühlerzunge q. ihre andere Endstellung,
so wird ein Stromkreis geschlossen, der über die Magnetspule io und die Kontakte
5, 6', den Widerstand W, den Kontakt 1q." und das Schaltglied Z2 führt. Damit wird
der Magnetspule io eine Hilfsspannung zugeführt, die den remanenten Magnetismus
zum Verschwinden bringt, so daß sich das Schaltglied i2 zu lösen und unter seiner
Vorspannung in die Ausgangslage zurückzukehren vermag. Hierdurch wird wiederum der
Widerstand W abgeschaltet und die Fühlerzunge q. stromlos, so daß bei der gegenläufigen
Bewegung der Fühlerzunge die Magnetspule io wiederum erregt wird und sich der oben
geschilderte Vorgang von neuem wiederholen kann.