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Temperatur-Ub erwachungs gerät
Die Erfindung betrifft ein Temperatur-Überwachungsgerät
nach Art eines Bimetall-Differentialrelais mit Bimetallfedern unterschiedlicher
Ansprechempfindlichkeit. Das Gerät soll als Maximalschalter und auch als Differentialschalter
arbeiten. Temperatur-Überwachungsgeräte dieser Art können z. B. als Feuermelder
zur Überwachung von Temperaturen periodisch geheizter oder gekühlter Räume und zur
Überwachung von Heiz- oder Kühiprozessen beliebiger Art verwendet werden.
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Bimetallschalter, die als reine Maximalschalter arbeiten, also beim
Erreichen einer bestimmten Temperatur einen elektrischen Kontakt öffnen oder schlielien,
sind allgemein bekannt. Man hat auch schein zur Überwachung von Temperaturen Bimetall-Differentialschalter
vorgeschlagen. Diese bekannten Differentialschalter bestehen meist aus zwei einander
im wesentlichen gleichen Bimetallfedern, die auf ein gemeinsames Gestänge arbeiten.
Eine dieser Federn ist ungeschützt, so daß sie die Temperatur des die Feder umgebenden
Mediums, z. B. Luft, schnell annimmt, während die andere Feder derart gegen Wärmeeinwirkung
isoliert ist, daß sie die Temperatur der Umgebung nur zögernd annimmt. Beim Auftreten
von Temperaturschwankungen biegt sich die erste Feder schnell durch, während die
Bewegung der zweiten wesentlich langsamer erfolgt. Durch die Differenz der Bewegungen
oder der entsprechenden Federkräfte, die
sich bei derartigen Temperaturunterschieden
der Bimetallfedern ergeben, wird ein Kontakt geöffnet oder geschlossen.
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Wenn nach diesem Prinzip arbeitende Temperatur-Überwachungsgeräte
mit Differentialwirkung schnell auf Temperaturschwankungen ansprechen sollen, so
hat man bisher die Bimetallfedern verhältnismäßig lang, z. B. als einer Uhrfeder
ähnliche Spiralen ausgeführt. Mehrfach gewundene Spiralen sind aber sehr erschütterungsempfindlich.
Ein weiterer Nachteil der Bimetall-Temperaturschalter ist das schleichende Öffnen
und Schließen des durch den Bimetallstreifen gesteuerten Kontaktes.
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Aus den oben angeführten Gründen hat man für die Temperaturüberwachung
durch Differential-Temperaturschalter bisher Quecksilberschalter vorgezogen, bei
denen die ungleiche Ausdehnung von in Glasröhren eingeschlossenen Luftmengen die
Quecksilberspiegel in einem U-förmigen Rohr verschiebt und durch das Quecksilber
elektrische Kontakte öffnet oder überbrückt, deren Kontaktstücke in das Rohr eingesetzt
oder eingeschmolzen sind. Geräte dieser Art müssen an Ort und Stelle eingestellt
werden, was große Geschicklichkeit erfordert; außerdem zerbrechen die Glasröhren
leicht.
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An ein Bimetall-Differentialrelais, das unbedingt sicher als Feuermelder
oder ähnliches Übenvachungsgerät arbeiten soll, müssen die folgenden Forderungen
gestellt werden: I. Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen; 2. Ausreichender Kontaktdruck,
auch kurz vor der Kontaktlösung (Momentkontakt); 3. Unzerbrechlichkeit; 4. Hohe
AnsprechemKndlichkeit und Ansprechgeschwindigkeit; 5. Einfache Einstellung auf die
jeweils verlangten Ansprechwerte; 6. Einfacher übersichtlicher Aufbau, der die Einstellung
des Gerätes bereits im Werk gestattet, ohne daß eine nachträgliche Einstellung am
Einbauort notwendig ist.
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Diese Forderungen stellen den Konstrukteur eines solchen Bimetaifrelais
vor schwierige Aufgaben, da sich die Bedingungen zum Teil widersprechen.
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Hohe Empfindlichkeit und rasches Ansprechen bedingen eine lange,
dünne Bimetallfeder, die wegen ihrer Länge und ihres geringen Querschnittes sehr
erschütterungsempfindlich ist. Die schleichende Kontakttrennung ließ sich bei den
bisherigen Ausführungen nur durch einen Quecksilberschalter oder einen Klinkmechanismus
vermeiden. Ein Quecksilberschalter ist verhältnismäßig teuer; der Klinkmechanismus
führt zwangläufig zu verhältnismäßig großer Streuung der Ansprechwerte.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine hohe Ansprechempfindlichkeit
einer Bimetallfeder nicht nur dadurch erreicht werden kann, daß die Feder dünn und
lang gemacht wird, sondern ganz allgemein dadurch, daß das Verhältnis der Masse
der zu erwärmenden Federteile zu ihrer Wärme aufnehmenden Oberfläche möglichst klein
gehalten wird.
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Da - wie bereits oben ausgeführt - eine dünne und lange, meist spiralig
gewickelte Feder wegen ihrer großen Länge und hohen Elastizität sehr erschütterungsempfindlich
ist, kommt eine derartige Form nicht in Frage. Überall dort, wo Erschütterungen
auftreten können, z. B. in Maschinenanlagen, Räumen mit Motorbetrieb oder in Gebäuden,
die neben Straßen mit schwerem Verkehr stehen, muß eine andere Lösung gefunden werden.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bimetallfedern
aus jeweils mehreren parallel geschalteten, an ihrem einen Ende parallel zueinander
fest eingespannten und an ihrem anderen Ende mit einem gemeinsamen Kopfstück beweglich
verbundenen Bimetallstreifen zusammengesetzt sind, die vorzugsweise als breite,
in der Längsrichtung geschlitzte, dünne Bänder ausgeführt sind.
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Die Parallelschaltung von zwei Bimetallfedern ist an sich bereits
durch die Ausführung eines Temperaturschalters für Feueralarmanlagen bekanntgeworden.
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Bei dieser bekannten Ausführung werden zwei einander gleiche, dünne
Bimetallspiralen mit vielen Windungen verwendet, die mit größerem axialem Abstand
voneinander angeordnet sind und die Aufgabe haben, eine reibungsfreie Lagerung für
eine Welle zu bilden, auf der eine einzige Bimetallspirale befestigt ist, die ebenfalls
aus vielen Windungen besteht und an ihrem freien Ende den Schaltkontakt trägt. Die
beiden parallel geschalteten, spiralig gewickelten Bimetallfedern sind einerseits
fest an dem Gehäuse des Gerätes und anderseits starr mit der Welle verbunden.
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Ein Gerät dieser bekannten Art ist - wie leicht einzusehen sein dürfte
- wegen der weichen Federung der Bimetall-Spiralfedern sehr erschütterungsempfindlich;
der Kontaktdruck und damit die Sicherheit der Kontaktgabe ist nur gering.
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Bei dem Temperatur-Überwachungsgerät gemäß der Erfindung sollen jeweils
mehrere Bimetallstreifen verwendet werden, die mit ihrem einen Ende parallel zueinander
fest eingespannt und mit ihrem anderen Ende mit einem gemeinsamen Kopfstück beweglich
verbunden sind. Um eine geringe Empfindlichkeit gegen Erschütterungen zu erzielen,
sollen die einzelnen Bimetallstreifen vorzugsweise als breite, in der Längsrichtung
geschlitzte dünne Bänder ausgeführt sein.
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Bei einer solchen Ausführung der Bimetallfedern des Gerätes kann
die einzelne Feder schwach, d. h. dünn gemacht werden, so daß sie ein sehr günstiges
Verhältnis von wärmeaustauschender Oberfläche zur Federmasse oder zum Rauminhalt
der Feder hat.
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Es hat sich nämlich herausgestellt, daß für Differentialrelais mit
Bimetallfedern, die bei einer verhältnismäßig kleinen Temperaturzunahme je Zeiteinheit
noch einwandfrei als Differentialrelais ansprechen sollen, das Verhältnis der für
den Wärmeaustausch wirksamen Oberfiäche der Feder zu ihrem Rauminhalt zweckmäßig
größer zu wählen ist als 8: 1. Damit parallel geschaltete Bimetallfedern sich nicht
gegenseitig bei ihrer Krümmung stören und einguterWärmeübergang an die einzelnen
Bimetallfedern gesichert ist, werden die untereinander gleich langen Bimetallbänder
jeder der beiden Federsätze des Gerätes, die sich bei Temperaturänderung gleichsinnig
krümmen, an ihrem einen Ende in gleichem Abstand sowie parallel zueinander fest
eingespannt und an ihrem anderen Ende im gleichen Abstand voneinander in einem gemeinsamen
Kopfstück gelenkig gelagert.
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Durch den Abstand zwischen den einzelnen Federn kann das umgebende
Medium - z. B. Luft - an
sämtlichen Oberflächen des Federsatzes
ungestört vorbeiströmen und Wärme abgeben. Die parallele Anordnung der Federn erleichtert
das Zusammenfassen der sich bei Temperaturänderung krümmenden freien Federenden.
Die gelenkige Lagerung dieser freien Federenden in einem gemeinsamen Kopfstück verhindert
Zwängungen und gestattet die volle Ausnutzung der Summe der Federkräfte für die
Betätigung des Kontaktes.
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Die gelenkige Lagerung der Federenden in dem gemeinsamen Kopfstück
ist erfindungsgemäß als Zapfenlagerung ausgebildet, wobei zweckmäßig die jeweils
in der Bandebene senkrecht zur Bandachse angeordneten Zapfen aus Rundstäben bestehen,
die von wechselseitig gesickten, durch Einschneiden der Endkanten des Bandes geschaffenen
Lappen klemmend festgehalten sind und deren Enden in Bohrungen eines das gemeinsame
Kopfstück der Bimetallfedern bildenden U-Profils gelagert sind.
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Um ausreichend große Kräfte durch die verhältnismäßig dünn ausgeführten
Bimetallfedern zu erzielen, werden diese Federn als breite, in der Längsrichtung
gesdrlitzte Bimetallbänder oder Bimetalltafeln ausgeführt.
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Wie bereits oben erwähnt, kann man für dasBimetall-Differentialrelais
zwei gleiche Federsätze verwenden, von denen der eine Wärmeisolation erhält, während
der andere Federsatz ungeschützt bleibt. Diese beiden Federsätze werden unmittelbar
nebeneinander angeordnet und mit je einem im Ruhezustand mit dem Kontakt des zweiten
Federsatzes zusammenliegenden Kontakt versehen.
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Die Isolation des einen Federsatzes kann erfindungsgemäß z. B. dadurch
erreicht werden, daß dieZwischenräume zwischen den Bimetallstreifen oder -bändern
der durch Wärmeisolation abzuschirmenden Bimetallfedern mit locker eingelegten Faserstoffen
beliebiger, der Betriebstemperatur einwandfrei widerstehender Art gefüllt und die
Faserstoffe erforderlichenfalls durch schmale, leichte Bänder in der Weise festgehalten
sind, daß dadurch keine Behinderung der freien Federbewegung entsteht.
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Der erwünschte Unterschied in der Ansprechgeschwindigkeit der beiden
Bimetallfedersätze kann auch noch auf andere Weise erreicht werden.
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Nach der Erfindung kann man z. B. die einzelnen Federn desjenigen
Federsatzes, der träge arbeiten soll, eng nebeneinander anordnen, so daß kein oder
nur ein sehr geringer Abstand zwischen den Federn vorhanden ist. Dadurch wird der
Luftdurchtritt zwischen den Federn und damit die Wärmeübertragung an die Federn
verringert.
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Durch unterschiedliche Behandlung der Federoberfläche läßt sich ebenfalls
eine gewisse Beeinflussung der Ansprechgeschwindigkeit erreichen. Eine reflektierende,
hochglänzende Oberflächenschicht verringert ebenfalls die Wärmeaufnahme.
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Anderseits kann man auch durch Wahl unterschiedlicher Verhältnisse
zwischen der wärmeaustauschenden Federoberfläche und dem Rauminhalt der Federn das
gleiche Ergebnis erzielen. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die beiden Federsätze
bei gleichen (konstanten) Temperaturen gleiche Auslenkung haben müssen, damit die
Kontakte bei langsam sich auswirkenden Temperaturschwankungen nicht getrennt werden.
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Bezeichnet man die wirksamen Federlängen der Federsätze mit 11 und
la, die Federstärke mit s1 und sß (wobei der Index I oder 2 den entsprechenden Federsatz
kennzeichnet), so. ist bei Verwendung gleicher Metallzusammensetzungen in den Bimetallstreifen
folgendes Verhältnis einzuhalten: I1 ~~~ 122 S1 S2 Das bedeutet, daß sich die Federlängen
verhältnisgleich mit der- Wurzel aus den Federstärlçen ändern müssen. Man kann z.
B. den Federsatz 2, der träger arbeiten soll als der Federsatz I, mit Bimetallfedern
doppelter Stärke (s2 = 2s,) ausführen, wobei dänn die Länge der Federn 12 = 1 T
11 sein muß, damit sich gleiche Auslenkungen der Federenden ergeben.
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Sollen aus bestimmten Gründen (z. B. gleiche Kontaktöffnungskräfte)
auch die Richt- oder Federkräfte beider Federsätze gleich sein, so muß außerdem
noch die Bedingung erfüllt sein, daß b1 s12 b2 s22 1 n, = 1 12 worin r1 und n2 die
Anzahl der Einzelfedern je Satz und b1 und b2 die jeweilige Breite der Federn bedeuten.
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Da man in der. Wahl der Federzahl je Federsatz und der Breite dieser
Federn frei ist, so kann beiBerücksichtigung der oben formelmäßig gegebenen Beziehungen
die Ansprechgeschwindigkeit der Bimetallfedern oder -federsätze in den erwünschten
Grenzen bei gleichbleibender Auslenkung und Richtlraft verändert werden, ohne isolierende
Zwischenlagen zwischen die Einzelfedern einlegen zu müssen. Der Fortfall der isolierenden
Zwischenlagen ist - abgesehen von den Kosten für die Isolation - insofern vorteilhaft,
als jede Störung der freien Beweglichkeit der Bimetallfedern mit Sicherheit vermieden
ist.
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Besonders vorteilhaft für den einfachen Aufbau des Temperatur-Überwachungsgerätes
hat sich erfindungsgemäß die Anordnung der elektrischen Kontakte der beiden Bimetallfedern
unmittelbar an den Kopfstücken dieser Federn erwiesen. Die Kontakte werden so angebracht,
daß sie bei gleicher Temperatur der Federn einander berühren und den über sie verlaufenden
Stromkreis schließen. Bei langsamer Temperaturänderung folgen die Bewegungen beider
Federn praktisch der Temperaturänderung, so daß die Kon takte miteinander in Berührung
bleiben, d. h. der Stromkreis nicht unterbrochen wird. Erst bei raschen Temperaturänderungen
krümmen sich die ungeschützten Bimetallfedern schneller als die wärmeisolierten,
so daß durch die unterschiedliche Krümmung der Federn eine Kontakttrennung erfolgt.
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Um das schleichende Öffnen oder Schließen der Kontakte zu verhindern,
wird nach der Erfindung der Kontaktdruck der elektrischen Kontakte durch die magnetische
Anziehungskraft eines mit den Kontakten verbundenen Magnets erzeugt.
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Für diesen Zweck haben sich Dauermagnete (z. B.
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Oxydmagnete) als besonders zweckmäßig erwiesen, die durch ihre auf
einen Weicheisenanker oder auf
einen zweiten am Gegenkontakt angeordneten
Magneten ausgeübten Anziehungskräfte die zwischen Magnet und Anker oder zwischen
den beiden Magneten angeordneten, aus nichtmagnetischem Werk.-stoff hoher elektrischer
Leitfähigkeit hergestellten Kontakte zusammendrücken.
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Wenn durch zunehmende Federkraft dieser magnet tische Druck überwunden
wird, so trennen sich die Kontakte schlagartig. Sowie nämlich der Luftspalt (der
durch die Dicke der Kontakte gegeben ist) auch nur um einen geringen Wert vergrößert
wird, so bricht praktisch die magnetische Anziehungskraft zusammen, und die Energie
der gespannten Bimetallfeder reißt die Kontakte schnell auseinander.
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Gemäß der Erfindung kann das oben beschriebene Differentialgerät
dadurch für eine Maximalauslösung verwendet werden, daß die durch Wärmeisolation
abgeschirmte Bimetallfeder von einem verstellbaren Anschlag in ihrer bei einer bestimmten
Temperatur erreichten Stellung festgehalten wird. Dann bewegt sich beim Überschreiten
dieser Temperatur die ungeschützte und nicht festgehaltene Bimetallfeder allein
weiter und bewirkt die Trennung des Kontaktes.
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Der verstellbare Anschlag kann eründungsgemäß besonders einfach als
Steckstift ausgeführt werden.
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Zum Festlegen der jeweils verlangten Temperatur grenze muß dieser
Steckstift an unterschiedlichen Stellen des Federweges die weitere Bewegung der
Feder verhindern. Da die Bimetallfedern praktisch stets durch einen um die Federn
herumgeführten Rahmen geschützt werden, ergibt sich die einfachste Einstellung unterschiedlicher
Ansprechwerte dadurch, daß der Einstellstift in gegeneinander versetzt liegende
Einstellöcher dieses Rahmens eingesteckt wird und dabei mit seinem in den Rahmen
hineinragenden Ende den Anschlag für eine am Kopfstück der Bimetallfeder angesetzte
Leiste bildet.
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Für das genaue Einstellen der Ansprechtemperaturen der Bimetallfeder
ist es zweckmäßig, die Anziehungskraft des die Kontakte zusammendrückenden Magnets
zu regeln. Erfindungsgemäß wird diese Regelung bei der Verwendung eines vorzugsweise
zylindrischen Dauermagnets, der, von . einer nicht magnetischen Hülse umgeben, in
einem Weicheisentopf angeordnet ist, dadurch erreicht, daß der Abstand zwischen
Topfboden und dem innenliegenden Pol des Dauermagnets durch eine feingängige feststellbare
Einstellschraube in weiten Grenzen verändert wird.
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Für das einwandfreie Arbeiten des Temperatur-Überwachungsgerätes
ist es unerläßlich, daß die Wärmeübertragung an die Bimetallfedern möglichst schnell
erfolgt. Dies bedingt; daß die Federn so angeordnet sein müssen, daß das Medium
(z. B. Luft), das die Wärme an die Federn überträgt, ungehindert durch die Zwischenräume
zwischen den einzelnen Federn hindurchstreichen kann. Erfindungsgemäß wird das Temperatur-Überwachungsgerät,
dessen die Bimetallfedern abschirmendes, durchbrochenes Gehäuse vorzugsweise aus
Preßstoff hergestellt ist, auf der Kontaktseite der Bimetallfedern mit Befestigungsteilen
versehen, die die Befestigung des Gehäuses an einem Sockel oder Konsol in der Weise
gestatten, daß der die Bimetallfedern enthaltende Teil des Gehäuses frei nach der
Seite auskragt, so daß eine ungehinderte Luftbewegung durch die Zwischenräume zwischen
den Bimetallfedern möglich ist.
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Die Befestigung kann erfindungsgemäß dadurch vereinfacht werden,
daß die zur Befestigung des Gehäuses an. dem Unterteil oder Konsol dienenden Befestigungsschrauben
des Gerätes gleichzeitig für die Stromleitung zum und vom Kontakt der Bimetallfedern
verwendet werden.
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Die einseitige Befestigung des Gerätes an einem besonderen, die Anschlüsse
aufnehmendcn Sockel bringt neben der Verbesserung des Luftdurchtrittes zwischen
den einzelnen Federn auch noch den Vorteil, daß die Kontakte des Gerätes unmittelbar
unterhalb des Sockels in einem fast allseitig geschlossenen Teil des Gehäuses angeordnet
werden können und dadurch gegen Staubablagerungen gut geschützt sind. Die in dem
seitlich auskragenden Teil des Gerätegehäuses untergebrachten Bimetallfederbänder,
die durch die durchbrochenen Wandungen des Gehäuses für die Luftströmung gut zugänglich
sind, liegen in senkrechten Ebenen. Da die Federbxnder überdies meist sehr dünn
sind, bieten sie praktisch keine Fläche für das Absetzen des von der Luft herangetragenen
Staubes. Der Wärmeübergang an die Federn wird daher durch Staubablagerungen nicht
beeinträchtigt.
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Bei Temperatur-Überwachungsgeräten, die an der Decke eines Raumes
- z. B. eines Lagerraumes -angebracht werden, ist es nach der Erfindung zweckmäßig,
den Haltekörper (Sockel), auf den das seitlich herauskragende Gerät aufgebaut ist,
so hoch auszuführen, daß der lichte Abstand zwischen dem Bimetallfedersatz und der
Decke des Raumes größer ist als die Breite der Bimetallfedern.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Es
zeigt Fig. I eine schematische Darstellung des Temperatur-Üb erwachungsgerätes,
Fig. 2 eine Ansicht der Rahmenseite, die zur Aufnahme des Anschlagstiftes dient,
Fig. 3 eine einzelne Bimetallfeder in Seitenansicht, Fig. 4 die gleiche Feder in
Aufsicht, Fig. 5 einen Magneten mit Einstellvorrichtung, Fig. 6 einen Schnitt durch
das Überwachungsgerä.t mit Haltekörper für Deckenbefestigung und Fig. 7 eine abgeänderte
Ausführung des in Fig. I gezeigten Gerätes.
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In dem Rahmen I (Fig. I) sind die Bimetallfedern 2 und 3 unter Zwischenlage
von Zwischenstücken 4, die durch einen Niet 5 zusammengehalten sind, einseitig fest
eingespannt. Die Bimetallfedern 2 und 3 sind als breite Bimetallb.änder ausgeführt;
sie haben Längsschlitze 6 (Fig. 4), um ein Wölben der Federn zu verhindern. An ihren
freien Enden sind die Bimetallfedern geschlitzt, so daß zahlreiche Lappen 7 entstehen.
Diese Lappen 7 sind wechselseitig gesickt, sie halten federnd den Rundstab 8 fest,.
dessen Enden 8a und 8b in dem U-förmig gebogenen Kopfstücken ga, 9b (Fig. I) gelenkig
gelagert sind. Zwischen den Bimetallbändern 2 sind Faserstoffe IO eingelegt (Fig.
I), um eine Wärmeisolation der Federn 2 zu schaffen. Auf den Kopfstücken 9a und
9b sind die Kontakte 11a und IIb befestigt. Der Kontakt 11a
sitzt
auf einem Topfmagneten I2, der Kontakt IIb auf einem winkelförmig ausgebildeten
Weicheisenanker 13. Der Weicheisenanker I3 trägt an dem Ende seines freien Schenkels
die Anschlagleiste 14, die gegen den Steckstift I5 anschlägt, wenn sich die Bimetallfedern
2 weit genug gekrümmt haben. Die Kontakte 11a und IIb sind über biegsame Leitungen
16a und I6b mit den Anschlußschrauben 17a und 17> verbunden. Für die Aufnahme
des Steckstiftes I5 sind in der stirnseitigen Rahmenwand 1a gegeneinander versetzt
liegende Einstellöcher I8 (Fig. 2) vorgesehen.
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Der in der Fig. 5 vergrößert dargestellte Kontakt läßt den Aufbau
des Magnets 12 genau erkennen. In einem aus Weicheisen bestehenden Topf 19 sitzt
der von einer Hülse 20 aus nicht magnetischem Werkstoff umgebene Dauermagnet 2I,
dessen Stirafläche 21a mit der Fläche des Topfes abschneidet. In dem Boden des Topfes
20 sitzt die Einstellschraube 22, die den Luftspalt 23 zwischen Topfboden und dem
innenliegenden Pol 2Ib des Dauermagnets in weiten Grenzen einzustellen gestattet.
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In der Darstellung nach Fig. 6 ist das Temperatur-Überwachungsgerät
in ein Preßstoffgehäuse 24 eingebaut, das mittels der Schrauben 25 an dem Sockelunterteil
26 befestigt ist. Die Schrauben 25 sitzen in Hohlnieten 27, an die bei der hier
vorliegenden Ausführung die biegsamen Verbindungsleitungen I6 an den Kontakten des
Überwachungsgerätes angeschlossen sind. Es sind zwei Befestigungsschrauben 25 vorgesehen,
von denen jeweils eine mit einem der Kontakte II über die biegsamen Leitungen I6
verbunden ist. In dem Sockel 26 sind an der Gewindebuchse 28 der Befestigungsschrauben
25 Kontaktstücke 29 angepreßt, die nut Kontaktschrauben 30 zum Anschluß der zu-
und abgehenden Leitungen versehen sind. Der Unterteil 26 ist mittels gewöhnlicher
Schrauben 3I an der Decke 32 des Raumes festgeschraubt. Die Fig. 6 zeigt deutlich,
daß der Abstand zwischen den Bimetallfedern 2, 3 und der Decke 32 des Raumes größer
ist als die Breite der Bimetallfeder, so daß sich eine einwandfreie Zirkulation
der Luft zwischen den Federn 2, 3 ergibt.
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Die Wirkungsweise des Gerätes ist folgende (s. Fig. 1): Bei langsamem
Anwachsen der Temperatur werden sich sowohl die Bimetallfedern 3, die ungeschützt
sind, als auch die Bimetallfedern 2 gleichmäßig durchbiegen, wobei die Kopfstücke
9a und 9b gemeinsam nach unten verschoben werden. Die Kontakte 11a und IIb liegen
dabei aufeinander, die Anziehungskraft des Magnets 12 auf den Weicheisenanker I3
bewirkt einen verhältnismäßig hohen Kontaktdruck. Der Stromkreis über die Kontakte
11a und IIb ist geschlossen. Wenn mit zunehmender Temperatur die Anschlagleiste
14 gegen das in den Rahmen I hineinragende Ende des Steckstiftes 15 stößt, so wird
das Kopfstück 9b an der weiteren Bewegung gehindert, während das freie Kopfstück
9a seine Bewegung ungehindert fortsetzt. Dabei spannen sich die Bimetallfedern 3
so lange, bis ihre Federkraft die magnetische Anziehungskraft des Magnets 12 überwindet.
In diesem Augenblick wird der Kontakt zwischen den Kontakten 11a und IIb plötzlich
aufgerissen. Der Stromfluß durch das Überwachungsgerät ist unterbrochen, die Anzeigevorrichtung
(nicht dargestellt) spricht an, oder ein Signal ertönt.
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Diese soeben beschriebene Wirkungsweise des Anzeigegerätes gilt für
den Fall der Maximalauslösung.
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Bei Differentialauslösung des Kontaktes spielt sich der Vorgang folgendermaßen
ab: Schnelle Erwärmung der umgebenden Luft wirkt sich zunächst auf die ungeschützten
Bimetallfedern 3 des unteren Federsatzes aus, während die oberen, durch ihre Isolation
geschützten Federn 2 nur sehr wenig von der ansteigenden Temperatur beeinflußt werden.
Infolgedessen wird das Kopfstück 9a nach unten gedrückt, bis die Federspannung der
Federn 3 die Anziehungskraft des Magnets 12 überwindet und die beiden Kontakte 11a
und IIb auseinandergerissen werden.
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Wie leicht einzusehen ist, kann sich dieser Vorgang bei jeder beliebigen
Grundtemperatur abspielen. Maßgebend für die Temperaturschwankung, bei der eine
Kontakttrennung eintritt, ist die Haltekraft des Magnets und die Federung der Bimetallfedern
2 und 3.
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Je weicher die Federung ist und je größer die Anziehungskraft des
Magnets, um so höher ist die Temperaturdifferenz, bei der die Kontakttrennung erfolgt.
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In der Fig. 7 ist eine Ausführungsform schematisch dargestellt, bei
der die thermische Trägheit des einen (oberen) Federsatzes durch größere Stärke
der Federn 2 erreicht ist, so daß keine Isolation zwischen den Federn mehr erforderlich
ist. Um die gleiche Auslenkung in Abhängigkeit von der Temperatur zu erhalten, sind
die Federn 2' dieses Satzes entsprechend länger ausgeführt als die Federn 3 des
(unteren) zweiten Federsatzes.
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PATENTANSPBÜCHE: I. Temperatur-Überwachungsgerät nach Art eines Bimetall-Differehtialrelais
mit Bimetallfedern unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeit, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bimetallfedern aus jeweils mehreren parallel geschalteten, an ihrem einen
Ende parallel zueinander fest eingespannten und an ihrem anderen Ende mit einem
gemeinsamen Kopfstück beweglich verbundenen Bimetallstreifen zusammengesetzt sind,
die vorzugsweise als breite, in der Längsrichtung geschlitzte, dünne Bänder ausgeführt
sind.
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2. Temperatur-Überwachungsgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerung der Bimetallbänder in dem gemeinsamen Kopfstück gelenkig, vorzugsweise
als Zapfenlagerung ausgeführt ist.
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3. Temperatur-Überwachungsgerät nach den Ansprüchen I und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die jeweils in der Bandebene senkrecht zur Bandachse angeordneten
Zapfen aus Rundstäben bestehen, die von wechselseitig gesickten, durch Einschneiden
der Endkanten des Bandes geschaffenen Lappen klemmend festgehalten sind.