DE3444223A1

DE3444223A1 - Schaltrelais

Info

Publication number: DE3444223A1
Application number: DE19843444223
Authority: DE
Inventors: Guglielmo 7515 Linkenheim-Hochstätten Rossi
Original assignee: Ranco Inc
Current assignee: Ranco Inc of Delaware
Priority date: 1984-12-04
Filing date: 1984-12-04
Publication date: 1986-06-05
Also published as: JPS61135442U; EP0184178A2; US4745385A; EP0184178A3

Description

HOFFMANN · ΕΙΤΙ,Ε & PARTNER ^-ν , /^₉O

PATENTANWÄLTE J H 4 4 Zl Z

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) - D I P L.-l N G. W. E IT L E . D R. R E R. N AT. K. H O FFMAN N ■ Dl PL.-1 N G. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · D R. R E R. N AT. B. H A N S E N
ARABELLASTRASSE A ■ D-8000 M □ N C H E N 81 · TELEFON (089) 911087 · TE LE X 05-29619 (PATHE )

RANCO INC., Dublin, Ohio / USA

Schaltrelais

Die Erfindung bezieht sich auf ein temperaturkompensiertes Schaltrelais mit thermisch bewirkter Schaltverzögerung.

Bekannte derartige Relais sind mit einem bewegbaren Bimetallteil mit dieses Bimetallteil umgebender Heizwicklung oder auf dem Bimetallteil aufgebrachtem Heizwiderstand ausgebildet. Die Bewegung des Bimetallteils erfolgt, falls nicht zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, kontinuierlich und nicht, wie für einen elektrischen Schaltvorgang gewünscht, als SchnappVorgang. Die bekannten Schaltrelais sind kompliziert aufgebaut und
relativ schwierig einstellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein teraperaturkompensiertes Schaltrelais mit thermisch bewirkter Schaltverzögerung zu schaffen, welches einfach und kompakt im Aufbau und zuverlässig in der Schaltwirkung einschließlich der Konstanz der Schaltverzögerung ist und in sich bereits eine Schnappwirkung beim Schaltvorgang aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schaltrelais ein zwischen zwei Endstellungen bewegba-

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res, einen Permanentmagneten tragendes Schaltglied zum Betätigen wenigstens eines Schaltkontaktes aufweist, daß auf entgegengesetzten Seiten des Permanentmagneten in dessen Bewegungsrichtung ein erstes und ein zweites paramagnetisches Teil vorgesehen ist, daß an dem ersten paramagnetischen Teil ein von einer Stromquelle einspeisbarer PTC-Widerstand·angebracht ist, und daß in der Endstellung des Schaltgliedes am zweiten paramagnetischen Teil der Abstand des Permanentmagneten vom ersten paramagnetischen Teil kleiner als sein Abstand vom zweiten paramagnetischen Teil ist.

Bei nichteingeschaltetem PTC-Widerstand haben die beiden paramagnetischen Teile im wesentlichen die gleiche Temperatur und damit die gleiche magnetische Leitfähigkeit, so daß der Permanentmagnet das Schaltglied in dessen Endstellung am ersten paramagnetischen Teil zieht. Wird der PTC-Widerstand nun eingeschaltet, so wird das erste paramagnetische Teil mit einer durch den Wärmeübergang vom PTC-Widerstand zu diesem Teil bestimmten Verzögerungszeit erwärmt, bis es seine magnetische Leitfähigkeit verliert. Hierauf überwiegt die Anziehungskraft zwischen dem zweiten paramagnetischen Teil und dem Permanentmagneten und das Schaltglied schnappt in seine Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil. Wird nun der PTC-Widerstand abgeschaltet, so nimmt die Temperatur des ersten paramagnetischen Teils mit durch die Wärmeableitung von diesem Teil bestimmter Verzögerung ab, bis das erste paramagnetische Teil seine magnetische Leitfähigkeit zurückgewinnt und das Schaltglied zurück in die Endstellung am ersten paramagnetischen Teil schnappt.

Die Schaltverzögerungszeit in beiden Richtungen ist außer

von dem Wärmeübergang zu und von dem ersten paramagnetischen Teil abhängig vom Verhältnis der Abstände des Permanentmagneten von den paramagnetischen Teilen in beiden Enstellungen des Schaltglieds.
5

Im folgenden ist die Zeit, während der sich das Schaltglied in seiner Endstellung am ersten paramagnetischen Teil befindet, mit EIN-Zeit und die Zeit, während der sich das Schaltglied in der Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil befindet, mit AUS-Zeit bezeichnet.

Beide Zeiten sind abhängig vom Verhältnis der Abstände des Permanentmagneten von den paramagnetischen Teilen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist daher das Verhältnis der Abstände des Permanentmagneten von den paramagnetischen Teilen einstellbar.

Die Einstellung des Verhältnisses der Abstände des Permanentmagneten von den paramagnetischen Teilen kann auf verschiedene Weise erfolgen:

Wird der Abstand der beiden paramagnetischen Teile konstant gehalten und die Endstellung des Schaltglieds am zweiten paramagnetischen Teil verändert, so bleibt die EIN-Zeit gleich und die AUS-Zeit ändert sich. Wird der Abstand zwischen den beiden paramagnetischen Teilen konstant gehalten und die Endstellung des Schaltglieds am ersten paramagnetischen Teil verändert, so verändert sich die EIN-Zeit und die AÜS-Zeit bleibt konstant. In beiden Fällen wird die Summe aus EIN-Zeit und AUS-Zeit (Periode) verändert.

Bei unveränderten Endstellungen des Schaltglieds und Ver-

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änderung der Stellung des ersten oder zweiten paramagnetischen Teils werden die EIN-Zeit und die AUS-Zeit gegenläufig verändert, deren Summe bleibt etwa gleich (konstante Periode).
5

Bei Änderung der Stellung des ersten oder zweiten paramagnetischen Teils unter gleichzeitiger Änderung der Endstellung des Schaltglieds an dem betreffenden paramagnetischen Teil derart, daß der Abstand zum betreffenden paramagnetxschen Teil in der Endstellung an diesem paramagnetischen Teil unverändert bleibt, werden EIN-Zeit und AUS-Zeit im gleichen Sinne und damit die Summe aus den beiden Zeiten (Periode) verändert.

Voraussetzung für die Betrachtung, zur Periode ist in allen Fällen, daß der PTC-Widerstand während der EIN-Zeit eingeschaltet und während der AUS-Zeit ausgeschaltet ist.

Vorteilhaft ist wenigstens ein einstellbarer Anschlag für das Schaltglied an dessen einer Endstellung und/oder an dessen anderer Endstellung vorgesehen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung zu einer Ausführungsform des Schaltrelais"als Energieregler schließt der wenigstens eine' Schaltkontakt in der Endstellung des' Schaltgli;eds am ersten paramagnetxschen Teil den Einspeisekreis des PTC-Widerstands und ist der Anschlag für das Schaltglied in der Endstellung am zweiten paramagnetxschen Teil als Anschlagschraube mit Drehknopf ausgebildet. Mit diesem Aufbau wird das Schaltrelais zu einem Energieregler für das gepulste Ein- und Ausschalten einer Last, beispielsweise einer Kochplatte. Der Ein/Ausschalter für die Kochplatte kann auch durch die Anschlagschraube mit Drehknopf betä-

tigt werden. Die Regelung erfolgt über Verändern der AUS-Zeit bei konstanter EIN-Zeit.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung zu einer weiteren Ausführungsform eines Energiereglers schließt der wenigstens eine Schaltkontakt in dei Lndstellung des Schaltglieds am ersten paramagnetischen Teil den Einspei-tsekreis des PTC-Widerstands und ist eine am zweiten paramagnetischen, Teil angreifende Einstellschraube mit Drehknopf zum Einstellen des At -tands zwischen dem ersten und paramagnetischen Teil vorgesehen. Ui~r erfolgt die Regelung durch gegenläufige Veränderung ■ : EIN-Zeit und AUS-Zeit bei im wesentlichen konstanter S --.uae der beiden Zeiten, d.h. im wesentlichen konstanter Periode der Energieeinspeisung.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltrelais als Türverriegelungsrelais ergibt sich dadurch, daß ein Riegel vorgesehen ist, den das Schaltglied bei Bewegung inldie.'.Endsteilung am zweiten paramagnetischen Teil derart verschiebt, daß eine Tür verriegelt wird. Bei Einschalten eines externen Schalters wird hier der PTC-Widerstand eingeschaltet und das Schaltglied verschiebt bei seiner Bewegung in die Endstellung am zweiten paramagnetischen Tdil den Riegel in dessen Verriegelungsstsllung. Die Tür

bleibt verriegelt, solange der externe Schalter geschlosi
! i sen ist. Wird der externe Schalter geöffnet, so erfolgt die Lösung der Verriegelung um die AUS-Zeit verzögert.

Ein derartiges Tür.verriegelungsrelais ist beispielsweise zum Verriegeln der Tür einer Waschmaschine auch um eine

Verzögerungszeit über das Abschalten des Trommelmotors ι hinaus geeignet.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Türverriege-

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ft - i,

lungsrelais schließt der wenigstens eine Schaltkontakt in der Endstellung des Schaltglieds am zweiten paramagnetischen Teil einen Lastkreis, beispielsweise den Kreis des Trommelmotors bei einer Waschmaschine. Mit dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Türverriegelungsrelais ist sichergestellt, daß der Lastkreis erst dann eingeschaltet wird, wenn auch die Tür verriegelt ist.

Vorteilhaft ist eine am zweiten paramagnetischen Teil angreifende Justierschraube zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten paramagnetischen Teil vorgesehen. Mit dieser Justierschraube lassen sich die EIN-Zeit und die AUS-Zeit gegenläufig verändern.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der wenigstens eine Schaltkontakt in der Endstellung des Schaltglieds am ersten paramagnetischen Teil den Einspeisekreis des PTC-WiderStands schließt und daß eine Rastvorrichtung mit Rastlöseknopf zum lösbaren Halten des Schaltglieds in der Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil vorgesehen ist. Hiermit ergibt sich ein Schaltrelais mit manuellem Einschaltvorgang und zeitverzögertem, automatischen Ausschaltvorgang.

Das solcherart ausgebildete Verzögerungsrelais kann derart weitergebildet sein, daß eine am ersten paramagnetischen Teil angreifende Einstellschraube und/oder eine am zweiten paramagnetischen Teil angreifende Einstellschraube zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten und zweiten paramagnetischen Teil vorgesehen ist. Durch die Einstellschrauben läßt sich die EIN-Zeit verändern, und zwar zum einen unter Veränderung der AÜS-Zeit im gleichen Sinne und zum anderen unter Veränderung der AUS-Zeit im gegenläufigen Sinn.

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Alternativ kann ein einstellbarer Anschlag für das Schaltglied in der Endstellung am ersten paramagnetischen Teil vorgesehen sein. Hiermit läßt sich die EIN-Zeit bei unverändert bleibender AUS-Zeit verstellen. 5

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung schließt der wenigstens eine Schaltkontakt in der Endstellung des Schaltglieds am ersten paramagnetischen Teil den Einspeisekreis des PTC-Widerstandes, und es ist elektrisch in Reihe zu diesem Einspeisekreis geschaltet ein auf das Schaltglied in der Endstellung am ersten paramagnetischen Teil wirkender Elektrohaltemagnet vorgesehen. Diese Ausbildung des Schaltrelais führt zu einem Kompressorwiederstart-· relais mit verzögerter Einschaltung des Kompressors nach vorausgegangenem Arbeiten des Kompressors. Das Kompressorwiederstartrelais schaltet · den Kompressor erst dann ein, wenn die EIN-Zeit seit dem vorhergehenden Abschalten des Kompressors verstrichen ist. Damit wird sichergestellt, daß eine ausreichende Zeit für den Abbau des Eingangsdrucks im Kompressor aus dem vorherigen Einschaltzyklus zur Verfügung steht.

Vorteilhaft ist ein weiterer Schaltkontakt vorgesehen, der in der Endstellung des Schaltglieds am zweiten paramagnetischen Teil eine Einrichtung zum schnelleren Abbau des Eingangsdrucks eines Kompressors einschaltet. Hiermit kann erreicht werden, daß der Eingangsdruck des Kompressors während der AÜS-Zeit beispielsweise durch Überbrükkung einer Drosselstelle schneller abgebaut wird. ' ..

Eine weitere Weiterbildung der Erfindung zur Schaffung eines Kompressorwiederstartrelais besteht darin, daß der wenigstens eine Schaltkontakt in der Endstellung des Schältglieds

am ersten paramagnetischen Teil den Einspeisekreis des PTC-Widerstands schließt, daß ein federbelasteter Hebel sowohl einen Anschlag für das Schaltglied auf der Seite des zweiten paramagnetischen. Teils als auch ein weiteres Schaltglied für einen in der Endstellung des ersten Schaltglieds am ersten paramagnetischen Teil geschlossenen Leistungsschaltkontakt bildet, und daß elektrisch in Reihe zum Einspeisekreis des PTC-Widerstands geschaltet ein auf den Hebel in seiner Endstellung am ersten paramagnetischen Teil wirkender Elektrohaltemagnet vorgesehen ist. Hier wird die Last, beispielsweise der Kompressor, nicht über den Schaltkontakt des den Einschaltvorgang auslösenden Schalters, beispielsweise eines Thermostaten, eingeschaltet, sondern über den getrennten Leistungsschaltkontakt.

Auch hier kann wieder ein weiterer Schaltkontakt vorgesehen sein, der in der Endstellung des Schaltglieds am zweiten paramagnetischen Teil eine Einrichtung zum schnelleren Abbau des Eingangsdrucks eines Kompressors einschaltet.

Bei beiden TAÖmpressorwiederstartrelais ist die Einstellung bzw. Justierung der AUS-Zeit wesentlich. Vorteilhaft ist daher eine in Eingriff mit dem Schaltglied oder Hebel kommende Justierschraube zum Einstellen der Endstellung des Schaltglieds am zweiten paramagnetischen Teil vorgesehen. Bei Verstellung dieser Justierschraube bleibt die EIN-Zeit unverändert, während die AUS-Zeit verändert wird.

Schließlich ist an dem Kömpressorwiederstartrelais zweckmäßig ein am Schaltglied angreifender, federbelasteter Druckknopf zum manuellen Bewegen des Schaltgliedes in dessen

Endstellung am ersten paramagnetischen Teil vorgesehen. Dieser Druckknopf ermöglicht ein manuelles Einschalten des Kompressors zu Prüfzwecken selbst bei unmittelbar vorausgegangenem Arbeiten des Kompressors. 5

Die Erfindung ist im folgenden an Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung

der wesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Schaltrelais,

Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen verschiedener Stellungen der in Fig. 1 gezeigten Teile zu

einander bei verschiedenen Einstellungsänderungen der Abstände der Teile zueinander,

Fig. 4 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltrelais als

Energieregler,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltrelais als Energieregler,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer dritten

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltrelais als Türverriegelungsrelais, 30

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer vierten

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltrelais als Einschaltrelais mit verzögerter Ausschaltung,

- 15 -

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer fünften

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltrelais als Einschaltrelais mit verzögerter Ausschaltung,
5

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltrelais als Kompressorwiederstartrelais, und

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer siebten

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltrelais als Kompressorwiederstartrelais.

In den Fig. 1 bis 3 sind die wesentlichen Teile des erfindungsgemäßen Schaltrelais schematisch in ihren verschiedenen Stellungen zueinander dargestellt. Ein Schaltglied 1 trägt einen Permanentmagneten 2. Das Schaltglied 1 mit Permanentmagnet 2 ist zwischen einem ersten paramagnetischen Teil 3 und einem zweiten paramagnetischen Teil 4 angeordnet und zwischen den beiden paramagnetischen Teilen 3, 4 bewegbar. Das erste paramagnetische Teil 3 trägt einen von einer Stromquelle einspeisbaren PTC-Widerstand 5. In den Fig. 1 bis 3 ist das Schaltglied 1 mit Permanentmagnet 2 in seiner Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil 4 in durchgehenden Linien und in seiner Endstellung am' ersten paramagnetischen Teil gestrichelt dargestellt.

Solange der PTC-Widerstand 5 nicht eingespeist wird, d.h. keinen Strom erhält, ist sowohl das erste paramagnetische Teil 3 als auch das zweite paramagnetische Teil 4 magnetisch leitfähig und das Schaltglied 1 mit dem Permanentmagneten 2 befindet sich in seiner Endstellung am ersten

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- 16 -

paramagnetischen Teil 3. Wird nun der PTC-Widerstand 5 eingeschaltet, so wird durch diesen das erste paramagnetische Teil 3 solange erwärmt, bis es seine magnetische Leitfähigkeit verliert, die Wirkung des zweiten paramagnetischen Teils 4 überwiegt und der Permanentmagnet 2 mit dem Schaltglied 1 schnappend in dessen Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil 4 bewegt wird. Wird bei dieser Bewegung der PTC-Widerstand 5 abgeschaltet, so kühlt sich das erste paramagnetische Teil 3 wieder ab, gewinnt seine magnetische Leitfähigkeit zurück und bewirkt, daß sich der Permanentmagnet 2 und damit das Schaltglied 1 wieder in die Endstellung am ersten paramagnetischen Teil 3 zurückbewegt.

In Fig. 1 sind die einzelnen Teile in Grundstellungen dargestellt. Die Zeit, während der sich das Schaltglied 1 mit dem Permanentmagneten 2 in der Endstellung am ersten paramagnetischen Teil 3 befindet, wird als EIN-Zeit t„₀ (t-, in Fig. 2 und 3) , die Zeit, in der sich das Schaltglied 1 mit Permanentmagnet 2 in der Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil 4 befindet, als AUS-Zeit t_A0 (t_A in Fig. 2 und 3) bezeichnet. In der Endstellung des Schältglieds 1 am zweiten paramagnetischen Teil 4 beträgt der Abstand des Permanentmagneten 2 zum ersten paramagnetischen Teil 3 A« (A in Fig. 2 und 3) und sein Abstand zum zweiten paramagnetischen Teil 4 B_Q (B in Fig. 2 und 3). In der Endstellung des Schaltglieds 1 am ersten paramagnetischen Teil 3 beträgt der Abstand des Permanentmagneten 2 zum ersten paramagnetischen Teil 3 A_' (A^! in Fig. 2 und 3) und sein Abstand zum zweiten paramagnetischen Teil 4B₀ ¹ (B¹ in Fig. 2 und 3). Der Abstand A bzw. A_Q muß immer kleiner als der Abstand B bzw. B₀ sein, damit die gewünschten Kraftwirkungen

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für die Funktion des Schaltrelais auftreten. Eine etwaige Vorspannkraft des Schaltglieds 1 ist bei einer Bestimmung, bzw. änderung der Abstände als äquivalent zu betrachten.

Zur Einstellung der EIN-Zeit t_ß und der AUS-Zeit t_A ist das Verhältnis der Abstände des Permanentmagneten 2 von den paramagnetischen Teilen 3, 4 zweckmäßig einstellbar. Diese Einstellung kann durch Veränderung der Positionen der beiden Endstellungen des Schaltglieds 1 mit Permanentmagnet 2 und/oder Verstellung der paramagnetischen Teile 3,4 erfolgen. In den Fig. 2 und 3 sind verschiedene Verstellmöglichkeiten dargestellt und werden im folgenden in ihren Auswirkungen im Zusammenhang mit Verstellungen nach Innen näher beschrieben.

Nach Fig. 2a kann bei unveränderter Stellung der paramagnetischen Teile 3, 4 eine Verstellung der Endstellung des Schaltglieds 1 mit Permanentmagnet 2 am zweiten paramagnetischen Teil 4 erfolgen. Gegenüber den Werte A_Q, B_Q, A₀ ¹, B₀ ¹/ t_A0 und t„₀ wird der Abstand A verringert, der Abstand B vergrößert, während die Abstände A¹ und B¹ gleich bleiben. Die EIN-Zeit t_E bleibt gleich, die AUS-Zeit t. wird kleiner; die Schaltperiode wird kleiner.

Nach Fig. 3a kann bei gleichbleibender Stellung der paramagnetischen Teile 3, 4 die Endstellung des Schaltglieds 1 mit Permanentmagnet 2 am ersten paramagnetischen Teil 3 verstellt werden. Die Abstände A und B bleiben gleich, der Abstand A¹ wird größer und der Abstand B¹ wird kleiner. Die EIN-Zeit t„ wird kleiner, die AUS-Zeit t- bleibt gleich; die Schaltperiode wird kleiner.

Nach Fig. 2b wird lediglich das erste paramagnetische Teil 3 verstellt. Der Abstand A wird kleiner, der Abstand B

bleibt gleich, während der Abstand A¹ kleiner wird und der Abstand B¹ gleich bleibt. Die EIN-Zeit t„ wird größer, die AUS-Zeit t_A wird kleiner; die Schaltperiode bleibt im wesentlichen gleich.
5

Nach Fig. 3b wird nur das zweite paramagnetische Teil 4 verstellt. Der Abstand A bleibt gleich, der Abstand B wird kleiner, während der Abstand A¹ gleich bleibt und der Abstand B¹ kleiner wird. Die EIN-Zeit t„ wird kleiner und die AUS-Zeit t. wird größer; die Schaltperiode bleibt im wesentlichen gleich.

Nach Fig. 2c werden sowohl das erste paramagnetische Teil 3 als auch die Endstellung des Schaltglieds 1 mit Permanentmagnet 2 am ersten paramagnetischen Teil 3 im gleichen Sinne verstellt. Der Abstand A wird verringert und der Abstand B bleibt gleich, während der Abstand A¹ gleich bleibt und der Abstand B' verringert wird. Die EIN-Zeit t„ und die AUS-Zeit t, werden beide verringert.

Nach Fig. 3c werden das zweite paramagnetische Teil 4 und die Endstellung des Schaltglieds 1 mit Permanentmagnet 2 am zweiten paramagnetischen Teil 4 im gleichen Sinne verstellt. Die Wirkung ist die gleiche wie bei Fig. 2c beschrieben.

In den Fig. 4 bis 10 sind unterschiedliche Ausführungsformen eines Schaltrelais gemäß der Erfindung dargestellt. Bei allen diesen Ausführungsformen ist das Schaltglied 1 als Schwenkhebel ausgebildet. Weiter ist bei allen Ausführungsformen wenigstens ein Schaltkontakt 6 vorgesehen, der durch das Schaltglied 1 betätigt wird.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Schaltrelais als Energieregler. Der Schaltkontakt 6 schließt in der Endstellung des Schaltglied 1 am ersten paramagnetischen Teil 3

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den Einspeisekreis des PTC-Widerstands 5. über einen Schalter 7 werden sowohl der PTC-Widerstand 5 als auch parallel hierzu eine Last 8, beispielsweise die Heizplatte eines Herdes, an eine elektrische Energiequelle geschaltet, während sich das Schaltglied 1 in seiner Endstellung am ersten paramagnetischen Teil 3 befindet. Sobald nun mittels des PTC-Widerstands 5 das erste paramagnetische Teil 3 soweit erwärmt worden ist, daß es seine magnetische Leitfähigkeit verliert, schnappt das Schaltglied 1 in die Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil 4.

Hierdurch wird der Schaltkontakt 6 geöffnet und die Energiezufuhr sowohl zu dem PTC-Widerstand 5 als auch zu der Last 8. abgeschaltet. Hat;\sichV das.; erste pa.ramagn.6.tisc.he Teil 3 wieder abgekühlt und seine magnetische Leitfähigkeit zurückgewonnen, so schnappt das Schaltglied 1 in die Endstellung am ersten paramagnetischen Teil 3 zurück und der Zyklus beginnt erneut.

Als Anschlag für das Schaltglied 1 in der Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil 4 ist eine Anschlagschraube 9 mit Drehknopf 10 vorgesehen. Zusätzlich kann eine Einstellschraube 11 als indirekter Anschlag für das Schaltglied 1 in der Endstellung am ersten paramagnetischen Teil 3 vorgesehen sein. Mit der Anschlagschraube 9 mat Drehknopf 10 läßt sich eine Verstellung des Schaltglieds 1 wie im Zusammenhang mit Fig. 2a beschrieben vornehmen, während sich mittels der Einstellschraube 11 eine Verstellung des Schaltglieds wie im Zusammenhang mit Fig. 3a beschrieben vornehmen läßt. Im ersteren Falle bleibt die EIN-Zeit t„

unverändert und die AUS-Zeit t. wird verändert, während im zweiten Falle die EIN-Zeit t„ verändert wird und die AüS-Zeit t_A unverändert bleibt. In beiden Fällen wird das Verhältnis der EIN-Zeit t_E zur AUS-Zeit t_A und damit die Einschalt- und Ausschaltdauer der Last 8 im Verhältnis zueinander geändert. Es handelt sich um eine automatische Impulseinspeisung der Last 8. Der Schalter 7 kann mit der

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Anschlagschraube 9 samt Drehknopf 10 in einem Bauteil integriert sein.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schaltrelais als Energieregler. Hier ist statt der Anschlagschraube 9 mit Drehknopf 10 eine Einstellschraube 12 mit Drehknopf 13 vorgesehen, welche am zweiten paramagnetischen Teil 4 zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten paramagnetischen Teil 3 und dem zweiten paramagnetischen Teil 4 angreift. Weiter kann eine am ersten paramagnetischen Teil 3 angreifende Einstellschraube 14 zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten paramagnetischen Teil 3 und dem zweiten paramagnetischen Teil 4 vorgesehen sein. Ein Verdrehen der Einstellschraube 12 führt zur Verstellung der EIN-Zeit t„ und der AUS-Zeit t_A bei im wesentlichen konstanter Schaltperiode wie im Zusammenhang mit Fig. 3b beschrieben, während ein Verstellen der Einstellschraube 14 zu einer entsprechenden Änderung der Zeiten wie im Zusammenhang mit Fig. 2b beschrieben führt.

Fig. 6 zeigt ein Schaltrelais, das als Türverriegelungsrelais für beispielsweise die Tür einer Trommelwaschmaschine ausgebildet ist. Hier ist ein Riegel 15 vorgesehen, den das Schaltglied 1 bei Bewegung in die Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil 4 derart verschiebt, daß eine Tür 16 verriegelt wird. Bei Einschalten eines externen Schalters 17 wird hier der PTC-Widerstand 5 eingeschaltet und das Schaltglied 1 verschiebt bei seiner Bewegung in die Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil 4 den Riegel 15 in dessen Verriegelungsstellung. Die Tür 16 bleibt verriegelt, solange der externe Schalter 17 geschlossen ist. Wird der externe Schalter 17 geöffnet, so erfolgt die Lösung der Verriegelung um die AUS-Zeit t.

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verzögert. Ein derartiges Türverriegelungsrelais ist beispielsweise zum Verriegeln der Tür einer Waschmaschine auch um eine Verzögerungszeit über das Abschalten der Trommel hinaus geeignet.
5

Der wenigstens eine Schaltkontakt 6 ist bei dem Türver-■r'iegelungsrelai's vorzugsweise derart angeordnet, daß er in der Endstellung des Schaltglieds 1 am zweiten paramagnetischen Teil einen Lastkreis L, beispielsweise den Kreis des Trommelmotors bei einer Waschmaschine schließt. Hiermit ist sichergestellt, daß der Lastkreis L erst dann eingeschaltet wird, wenn auch die Tür 16 verriegelt ist. Bei dem Türverriegelungsrelais ist weiter eine am zweiten paramagnetischen Teil 4 angreifende Justierschraube 18 zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten paramagnetischen Teil 3 und dem zweiten paramagnetischen Teil 4 vorgesehen. Mit dieser Justierschraube 18 lassen sich die EIN-Zeit t_E und die AUS-Zeit t. gegenläufig verändern, wie es im Zusammenhang mit Fig. 3b beschrieben worden ist.

Wesentlich ist hier die Justierung der AUS-Zeit t_Ä.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schaltrelais als Verzögerungsrelais mit manuellem Einschaltvorgang und zeitverzögertem, automatischen Ausschaltvorgang.

Hier schließt der Schaltkontakt 6 in der Endstellung des Schaltglieds 1 am ersten paramagnetischen Teil 3 den Einspeisekreis des PTC-Widerstands 5, und es ist eine Rastvorrichtung 19'.mit Rastlöseknopf 20 zum lösbaren Halten des Schaltglieds 1 in der Endstellung am zweiten paramagnetisehen Teil 4 vorgesehen. Durch Betätigen des Rastlöseknopfes 20 wird die Rastvorrichtung 19 gelöst und eine Last M, beispielsweise ein Motor, in Reihe mit dem PTC-Widerstand 5 an eine Stromquelle gelegt. Nach Ablauf der

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EIN-Zeit t_ öffnet das Verzögerungsrelais über den Schaltkontakt 6 den Stromkreis und sowohl der PTC-Widerstand 5 als auch die Last M werden abgeschaltet. Die Rastvorrichtung 19 hält das Schaltglied 1 in der Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil 4, bis sie durch den Rastlöseknopf 20 zur Durchführung des nächsten Zyklus gelöst wird. ,

Weiter ist eine am zweiten paramagnetischen Teil 4 angreifende Einstellschraube 21 oder alternativ eine am ersten paramagnetischen Teil 3 angreifende Einstellschraube 22 zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten paramagnetischen Teil 3 und dem zweiten paramagnetischen Teil 4 vorgesehen. Mit beiden Einstellschrauben läßt sich die EIN-Zeit t„ verstellen, und zwar mit der Einstellschraube 21 wie im Zusammenhang mit Fig. 3b und mit der Einstellschraube 22 wie im Zusammenhang mit Fig. 2c beschrieben.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines entsprechenden Verzögerungsrelais, bei dem statt der Einstellschrauben 21 und 22 ein einstellbarer Anschlag für das Schaltglied 1 in der Endstellung am ersten paramagnetischen Teil 3 in Form einer indirekt wirkenden Anschlagschraube 23 vorgesehen ist. Hiermit läßt sich die EIN-Zeit t„ bei unveränderter AUS-Zeit t_A verstellen, wie es im Zusammenhang mit Fig. 3a beschrieben ist.

Eine besonders wichtige Ausführungsform des Schaltrelais als Kompressorwiederstartrelais ist in Fig. 9 dargestellt. Bei diesem Karpressorwiederstartrelais schließt der Schaltkontakt 6 in der Endstellung des Schaltglieds 1 am ersten paramagnetischen Teil 3 den Einspeisekreis des PTC-Widerstands

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5 und elektrisch in Reihe zu diesem Einspeisekreis geschaltet ist ein auf das Schaltglied 1 in der Endstellung am ersten paramagnetischen Teil 3 wirkender Elektrohaltemagnet 24 vorgesehen. Beim Schließen eines externen Schalters 25, beispielsweise des Schalters in einem Thermostaten, werden der Elektrohaltemagnet 24 und der PTC-Widerstand 5 bei kaltem ersten paramagnetischen Teil 3 von einer Energiequelle eingespeist. Gleichzeitig wird ein Kompressor C eingeschaltet. Dieser Zustand bleibt infolge der Wirkung des Elektrohaltemagneten 24 erhalten, bis der Schalter 25 wieder geöffnet wird. Ein erneutes Schließen des Schalters 25 bei noch warmem ersten paramagnetischen Teil 3 führt erst dann zu erneutem Einschalten des Kompressors C, wenn die EIN-Zeit t„ seit dem vorhergehenden Abschalten des Kompressors C verstrichen ist. Damit wird sichergestellt, daß eine ausreichende Zeit für den Abbau des Eingangsdrucks im Kompressor C aus dem vorherigen Einschaltzyklus zur Verfügung steht.

In dem Kcrapressorwiederstartrelais kann zweckmäßig ein weiterer Schaltkontakt 26 vorgesehen sein, der in der Endstellung des Schaltglieds 1 am zweiten paramagnetischen Teil 4 eine Einrichtung 27 zum schnelleren Abbau des Eingangsdrucks des Kompressors C einschaltet. Hiermit kann erreicht werden, daß der Eingangsdruck des Kompressors C während der AUS-Zeit t. beispielsweise durch Überbrückung einer Drosselstelle schneller abgebaut wird.

.Bei dem Kompressorwiederstartrelais nach Fig. 9 wird zwar die volle Leistung des Kompressors C über den Schalter 25 geschaltet, das Schaltrelais hat jedoch den Vorteil, daß es fehlersicher ist, d.h. bei Ausfall des PTC-Widerstands 5 und/oder Unterbrechung der Spule des Elektrohaltemagneten

24 ist das Einschalten des Kompressors C in jedem Fall möglich.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform eines Kompressorwiederstartrelais dargestellt, bei welchem die volle Leistung des Kompressors nicht über den Schalter 25 direkt geschaltet wird. Hier schließt der Schaltkontakt 6 in der Endstellung des Schaltglieds 1 am ersten paramagnetischen Teil 3 den Einspeisekreis des PTC-Widerstands 5. Ein federbelasteter Hebel 28 bildet sowohl einen Anschlag für das Schaltglied 1 auf der Seite des zweiten paramagnetischen Teils 4 als auch ein weiteres Schaltglied für einen in der Endstellung des ersten Schaltglieds 1 am ersten paramagnetischen Teil 3 geschlossenen Leistungsschaltkontakt 29. Elektrisch in Reihe zum Einspeisekreis des PTC-Widerstands 5 geschaltet ist der hier auf den Hebel 28 in seiner Endstellung am ersten paramagnetischen Teil 3 wirkende Elektrohaltemagnet 24 vorgesehen. Hier wird die Last, beispielsweise der Kompressor C, nicht über den Schaltkontakt des den Einschaltvorgang auslösenden Schalters 25 eingeschaltet, sondern über den getrennten Leistungsschaltkontakt 29.

Bei beiden Kompressorwiederstartrelais ist die Einstellung bzw. die Justierung der AUS-Zeit t_& wesentlicht. Es ist daher eine in Eingriff mit dem Schaltglied 1 oder Hebel 28 kommende Justierschraube 30 zum Einstellen der Endstellung des Schaltglieds 1 am zweiten paramagnetischen Teil 4 vorgesehen. Bei Verstellung dieser Justierschraube 30 bleibt die EIN-Zeit t_ unverändert, während die AUS-Zeit t- verändert wird, und zwar wie im Zusammenhang mit Fig. 2a beschrieben.

Schließlich kann an jedem Kcnpressorwiederstartrelais ein am Schaltglied 1 angreifender federbelasteter Druckknopf 31 zum manuellen Bewegen des Schaltglieds 1 in dessen Endstellung am ersten paramagnetischen Teil 3 vorgese-, hen sein. Dieser Druckknopf 31 ermöglich ein manuelles Einschalten des Kompressors C zu Prüfzwecken selbst bei unmittelbar vorausgegangenem Arbeiten des Kompressors G.

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Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER \ Z. PATENTANWÄLTE O 4 4 4 2 2 V DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) . DIPL.-ING. W. EITLE · DR.RER. NAT. K.HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEH N DIPL.-ING. K.FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE'4 · D-8000 MÖNCHEN 81 . TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE) RANCO INC., Dublin, Ohio / USA Schaltrelais PATENTANSPRÜCHE :

1. Temperaturkompensiertes Schaltrelais mit thermisch bewirkter Schaltverzögerung,

dadurch gekennzeichnet , daß es ein zwischen zwei Endstellungen bewegbares, einen Permanentmagneten (2) tragendes Schaltglied (1) zum Betätigen wenigstens eines Schaltkontaktes (6) aufweist, daß auf entgegengesetzten Seiten des Permanentmagneten (2) in dessen Bewegungsrichtung ein erstes und ein zweites paramagnetisches Teil (3, 4) vorgesehen ist, daß an dem ersten paramagnetischen Teil (3) ein vom einer Stromquelle einspeisbarer PTC-Widerstand (5) angebracht ist, und daß in der Endstellung des Schaltgliedes (1) am zweiten paramagnetischen Teil (4) der Abstand (A) des Permanentmagneten .(2) vom ersten paramagnetischen Teil (3) kleiner als sein Abstand (B) vom zweiten paramagnetischen Teil (4) ist.

2. Schaltrelais nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis der Abstände (A/B, A'/B¹) des Permanentmagneten (2) von den paramagnetischen Teilen (3, 4) einstellbar ist.

3. Schaltrelais nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Anschlag für das Schaltglied (1) an dessen einer Endstellung und/oder an dessen anderer Endstellung vorgesehen ist.

4. Schaltrelais nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet , daß der .

wenigstens eine Schaltkontakt. (6) in der Endstellung des Schaltgliedes am ersten paramagnetischen Teil (3) den Einspeisekreis des PTC-Widerstands (5) schließt und daß der Anschlag für das Schaltglied in der Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil als Anschlagschraube (9) mit Drehknopf (10) ausgebildet ist.

5. Schaltrelais nach Anspruch 1, 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet , daß der wenigstens eine Schaltkontakt (6) in der Endstellung des Schaltglieds (1) am ersten paramagnetischen Teil (3) den Einspeisekreis des PTC-Widerstands (5) schließt und daß eine am zweiten paramagnetischen Teil (4) angreifende Einstellschraube (12) mit Drehknopf (13) zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten und zweiten paramagnetischen Teil (3, 4) vorgesehen ist.

6. Schaltrelais nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet / daß ein Riegel (15) vorgesehen ist, den das Schaltglied (1) bei Bewegung in die Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil (4) derart verschiebt, daß eine Tür (16) verriegelt wird.

7. Schaltrelais nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet , daß der wenigstens eine Schaltkontakt (6) in der Endstellung des Schaltglieds (1) am zweiten paramagnetischen Teil (4) einen Lastkreis schließt.

8. Schaltrelais nach Anspruch 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet , daß eine am zweiten paramagnetischen Teil (4) angreifende Justierschraube (18) zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten und zweiten paramagnetisehen Teil (3, 4) vorgesehen ist.

9. Schaltrelais nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet / daß der wenigstens eine Schaltkontakt (6) in der Endstellung des Schaltglieds (1) am ersten paramagnetischen Teil

(3) den Einspeisekreis des PTC-Widerstands (5) schließt und daß eine Rastvorrichtung (19) mit Rastlöseknopf (20) zum lösbaren Halten des Schaltgliedes (1) in der Endstellung am zweiten paramagnetischen Teil (4) vorgesehen ist.

10. Schaltrelais nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet , daß eine am ersten paramagnetischen Teil (3) angreifende Einstell-

schraube (22) und/oder eine am zweiten paramagnetischen Teil (4) angreifende Einstellschraube (21) zum Einstellen des Abstands zwischen dem ersten und zweiten paramagnetischen Teil (3, 4) vorgesehen ist. 5

11. Schaltrelais nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet , daß ein einstellbarer Anschlag (Anschlagschraube 23) für das Schaltglied (1) in der Endstellung am ersten paramagnetischen Teil (3) vorgesehen ist.

12. Schaltrelais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Schaltkontakt (6) in der Endstellung des Schaltglieds (1) am ersten paramagnetischen Teil (3) den Einspeisekreis des PTC-Widerstands (5) schließt, und daß elektrisch in Reihe zu diesem Einspeisekreis geschaltet ein auf das Schaltglied (1) in der Endstellung am ersten paramagnetischen Teil

(3) wirkender Elektrohaltemagnet (24) vorgesehen ist.

13. Schaltrelais nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet , daß ein weiterer Schaltkontakt (26) in der Endstellung des Schaltglieds (1) am zweiten paramagnetischen Teil (4) eine Einrichtung (27) zum schnelleren Abbau des Eingangsdrucks eines Kompressors (C) einschaltet.

14. Schaltrelais nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet , daß der wenigstens eine Schaltkontakt (6) in der Endstellung des Schaltglieds (1) am ersten paramagnetischen Teil (3) den Einspeisekreis des PTC-Widerstands (5) schließt, daß ein federbelasteter Hebel (28) sowohl

einen Anschlag für das Schaltglied (1) auf der Seite des zweiten paramagnetischen Teils (4) als auch ein weiteres Schaltglied für einen in der Endstellung des ersten Schaltglieds (1) am ersten paramagnetischen Teil (3) geschlossenen Leistungsschaltkontakt (29) bildet, und daß elektrisch in Reihe zum Einspeisekreis des PTC-Widerstands (5) geschaltet ein auf den Hebel (28) in seiner Endstellung am ersten paramagnetischen Teil (3) wirkender Elektrohaltemagnet (24) vorgesehen ist.

15. Schaltrelais nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet , daß ein weiterer Schaltkontakt (26) in der Endstellung des Schaltglieds (1) am zweiten paramagnetischen Teil

(4) eine Einrichtung (27) zum schnelleren Abbau des Eingangsdruckes eines Kompressors (C) einschaltet.

16. Schaltrelais nach Anspruch 12 oder 14,

dadurch gekennzeichnet , daß eine in Eingriff mit dem Schaltglied (1) oder Hebel (28) kommende Justierschraube (30) zum Einstellen der Endstellung des Schaltgliedes (1) am zweiten paramagnetischen Teil (4) vorgesehen ist.

17. Schaltrelais nach Anspruch 12 oder 14,

dadurch gekennzeichnet , daß ein am Schaltglied (1) angreifender, federbelasteter Druckknopf (31) zum manuellen Bewegen des Schaltgliedes (1) in dessen Endstellung am ersten paramagnetischen Teil (3) vorgesehen ist.