DE1210475B - Thermoelektrischer UEberstrom-Schnappschalter mit einem durch den Strom dehnbaren Spannglied - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIh

Deutsche KL: 21 c - 40/05

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

S40470VIIId/21c
17. August 1954
10. Februar 1966

Die Erfindung betrifft eine besondere Ausbildung eines thermoelektrischen Schnappschalters mit einem durch den Strom dehnbaren Spannglied, das auf einer dadurch umschnappbaren, vorgeformten, an einem Trägerbügel befestigten Platte angebracht ist und mittig einen Kontakt trägt, der mit einem isoliert auf dem Trägerbügel angebrachten Festkontakt zusammenarbeitet und ein zusätzliches Heizelement aufweist, nach dem Zusatzpatent 1196 758. Dieses Patent betrifft seinerseits eine Weiterbildung des thermoelektrischen Schnappschalters nach Patent 1153 815. Gemäß dem genannten Zusatzpatent ist das metallische Spannglied kanalförmig mit seitlicher Öffnung ausgebildet, und in seiner Rinne ist ein isolierter Heizdraht hohen Widerstandes zur indirekten Beheizung des Spanngliedes angebracht.

Aufgabe der Erfindung ist, einen solchen Schalter als Uberstromschalter auszubilden. Dies geschieht dadurch, daß die Parameter des Spanngliedes und des Heizelements für dessen indirekte Beheizung so bemessen sind, daß erst bei Überstrom, nicht aber bei normalem Stromfluß ein Umschnappen der Platte erfolgt.

Zweckmäßig liegt das Heizelement im Nebenschluß zu dem Spannglied und den Kontakten des Schalters und wird erst bei Öffnen dieser Kontakte wirksam, und es hält dann den Schalter so lange offen, wie der Überstrom andauert.

Durch die vorliegende Erfindung wird dem Schalter nach dem genannten Zusatzpatent ein neues Anwendungsgebiet erschlossen, indem dieser als Uberstromschalter verwendbar gemacht wird, ohne daß wesentliche Änderungen im Aufbau des Schalters erforderlich sind. Dabei bleiben die Vorteile der kleinen Bauweise des Schnappschalters nach dem Hauptpatent ebenso bestehen wie die Möglichkeit, den Auslösestrom unabhängig von der Bemessung des Spanngliedes festzulegen.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Überstrom-Schnappschalter nach der Erfindung mit seinen Stromverbindungen, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 9-9 der

Thermoelektrischer Uberstrom-Schnappschalter
mit einem durch den Strom dehnbaren
Spannglied

Zusatz zum Zusatzpatent: 1196 758

Anmelder:

Signal-Stat Corporation,

Brooklyn, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. G. Lotterhos und Dr.-Ing. H. Lotterhos,

Patentanwälte, Frankfurt/M., Annastr. 19

Als Erfinder benannt:

James W. Welsh, Summit, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 18. August 1953
(374 920)

F i g. 3 einen Teil der F i g. 2 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3.

In Fig. 1 bezeichnet 10 die federnde Platte, die rechteckige Form hat und mit Einprägungen 15 versehen ist, die mittig unterbrochen sind und sich nach außen nicht ganz bis zum Rand der Platte erstrecken. Diese Einprägungen dienen in bekannter Weise dazu, der Platte eine gewisse Steifigkeit zu verleihen, ihr jedoch zu erlauben, außerhalb der Einprägungen sich zu biegen. Die Platte ist so vorgeformt, daß sie leicht V-förmig gebogen ist, wobei die Diagonale 11-12 den Scheitel des V bildet. An ihren Ecken 11 und 12 ist die Platte etwas nach abwärts gebogen, und an diesen Ecken ist in den Punkten 31 und 32 ein Spannglied 40, ζ. Β. durch Punktschwedßung, befestigt. Das Spannglied ist so bemessen, daß es in kaltem Zustand die Platte 10 entgegen ihrer ursprünglichen Verformung derart gebogen hält, daß es die Form eines anderen V hat, dessen nach unten liegender Scheitel sich längs der Diagonalen 16-17 erstreckt, wie aus der Schnittzeichnung der F i g. 2 gut zu erkennen ist. Dehnt das Spannglied infolge Erwärmung sich bis zu einem vorgegebenen Betrag aus, dann schnappt die Platte 10 in ihre ursprüngliche Form zurück. Bei Erkalten des Spanngliedes schnappt sie dann wieder bei einem bestimmten Wert

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der dabei auftretenden Verkürzung desselben in ihren erzwungenen Verformungszustand um; Die Platte 10 ist in einer Randzone, die zwischen der Zugrichtung des Spanngliedes und der Verformungsachse der Platte bei Zugbeanspruchung liegt, mit einem Trägerbügel 20 mechanisch und elektrisch leitend verbunden. . .·

Die Fig. 3 und 4 zeigen in vergrößertem Maßstab die Ausbildung des Spanngliedes nach dem genannten Zusatzpatent. Wie Fig. 4 erkennen läßt, bidet das streifenförmige Spannglied 40 einen nach einer Seite offenen Kanal, in den ein isolierter Heizdraht hohen elektrischen Widerstandes 30 eingelegt ist. Die Länge dieses Heizdrahtes ist dabei von der Länge des Spanngliedes und den Parametern der Platte 10 unabhängig und lediglich nach der Größe des Widerstandes bemessen, der für den Heizkreis des Spanngliedes erforderlich oder erwünscht ist. Dementsprechend sind die Enden del-Heizdrahtes an geeigneten Stellen aus dem Spannglied herausgeführt.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, trägt der Befestigungsbügel 20, durch eine Isolierschicht 23 elektrisch von Ihm getrennt, ein leitendes Band 24, auf dem ein Festkontakt 25 angeordnet ist. Dieser Festkontakt arbeitet mit einem beweglichen Kontakt 35 zusammen, der auf dem Spannglied 40 angebracht ist. Das Band 24 ist nun einerseits mit der zu überwachenden Belastung 55 verbunden, die dann an Erde gelegt ist, und andererseits im Punkt 34 an den Heizdraht des Spanngliedes 40 angeschlossen. Das andere Ende dieses Heizdrahtes ist bei 33 leitend mit der Platte 10 verbunden. Eine einpolig geerdete Stromquelle 56 ist über einen Schalter 57 mit einem freien Ende 21 des Trägerbügels 20 elektrisch verbunden.

Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, sind die Kontakte 25, 35 des Schalters normalerweise, d. h. bei kaltem oder nur wenig erwärmtem Spannglied 40, geschlossen, und zwar ist die Anordnung so getroffen, daß in diesem Zustand das Spannglied etwas durchbogen ist, so daß ein erhöhter Kontaktdruck erzielt wird. Der Strom verläuft dann bei geschlossenem Schalter 57 von der Batterie 56 zum Trägerbügel 20 und von diesem an dessen Verbindungsstelle mit der Platte 10 in die Platte. Von dieser fließt der Strom einerseits am Punkt 33 in den Heizdraht des Spanngliedes 40, durch diesen im Punkt 34 in das Band 24 und von dort über die Belastung 55 zur Erde. Andererseits fließt aber der Strom, und zwar dessen größter Teil, von der Platte 10 durch das mit ihr verbundene Spannglied 40 zum beweglichen Kontakt 35, und da dieser in Verbindung mit dem Festkontakt 25 steht, direkt in das Band 24 und über die Belastung zur Erde. Der Heizdraht des Spanngliedes liegt somit im Nebenschluß zu diesem Hauptstromkreis.

Da der Widerstand des Heizdrahtes 30 so groß ist, reicht der ihn durchfließende Strom im allgemeinen nicht aus, das Spannglied so weit zu erwärmen, daß es sich bis zu der Länge ausdehnt, bei welcher der Schalter" in seine ursprüngliche Verformung umschnappen kann. Tritt jedoch durch Kurzschluß oder durch sonstige Umstände in der Leitung oder der Belastung erne wesentliche Erhöhung der Stromstärke auf,, dann erwärmt der stark vergrößerte Strom

ίο durch den Heizdraht das Spannglied 40 so stark, daß es sich so weit ausdehnt, daß die Platte 10 umschnappen kann und dabei ihre Kontakte 25,35 öffnet.
Durch das Öffnen der Kontakte 25,35 ist zwar der Hauptstromkreis unterbrochen, dafür fließt aber ein erhöhter Strom durch den Heizdraht des Spanngliedes 40, so daß das Spannglied genügend erwärmt bleibt, um ein Zurückschnappen der Platte zu verhindern und somit die Kontakte 25, 35 offenzuhalten, solange der Kurzschluß oder die sonstige Ursache für den Überstrom nicht beseitigt ist. Ist jedoch der Kurzschluß od. dgl. beseitigt und hat der den Heizdraht durchfließende Strom wieder seinen normalen Wert, dann reicht der Stromfluß durch den Heizdraht nicht mehr aus, um das Spannglied so weit zu erwärmen, daß die Platte 10 in ihrer ursprünglichen Verformung bleiben kann. Das Spannglied kühlt sich vielmehr ab, und in einem bestimmten Augenblick schnappt die Platte 10 wieder in ihre durch die Verspannung erzwungene Verformung zurück. Dabei

. schließen sich die Kontakte 25, 35 von neuem, und der Schnappschalter ist nunmehr wieder in Bereitschaftsstellung, bis ein neuer Überstrom auftritt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Thermoelektrischer Schnappschalter mit ■einem durch den Strom dehnbaren Spannglied, das auf einer dadurch umschnappbaren, vorgeformten, an einem Trägerbügel befestigten Platte angebracht ist, mittig einen Kontakt trägt, der mit einem isoliert auf dem Trägerbügel angebrachten Festkontakt zusammenarbeitet und ein zusätzliches Heizelement aufweist, nach Zusatzpatent 1196 758, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter des Spanngliedes (40) und des Heizelementes (30) für indirekte Beheizung so bemessen sind, daß erst bei Überstrom, nicht aber bei normalem Stromfluß, ein Umschnappen der Platte (10) erfolgt.

2. Thermoelektrischer Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (30) im Nebenschluß zu dem Spannglied (40) und den Kontakten (25, 35) des Schalters liegt und erst bei Öffnen dieser Kontakte wirksam wird und den Schalter offenhält, solange der Überstrom andauert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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