DE504836C - Thermostatschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Thermostatschalter, bei welchen der Thermostat und die durch diesen zu betätigende Kontaktvorrichtung innerhalb eines evakuierten oder gasgefüllten Behälters aus elektrisch isolierendem Material angebracht sind. Solche Einschließung der Kontaktvorrichtung in einem Behälter mit passender Gasfüllung ergibt bekanntlich den Vorteil, daß die bei Kontaktunterbrechung entstehende Funken- oder Lichtbogenbildung bedeutend reduziert wird, so daß effektive Unterbrechung durch ganz unbedeutende mechanische Bewegungen der Kontaktorgane im Verhältnis zueinander bewirkt werden kann. Außerdem werden die Kontaktflächen durch den Luftabschluß gegen Oxydation geschützt.

Bei bekannten Thermostatschaltern dieser Art hat jedoch die Einschließung des Ther-

ao mostaten und der durch diesen zu betätigenden Kontaktvorrichtung eine Verschlechterung der thermischen Verbindung zwischen den genannten Teilen und der äußeren Umgebung zur Folge, und hieraus ergibt sich ein

praktischer Nachteil besonders in dem Fall, daß der Thermostat durch eine äußere Wärmequelle oder durch die Temperaturänderungen eines äußeren umgebenden Mediums betätigt werden soll. Nach vorliegender Erfindung wird eine effektive wärmeleitende Verbindung zwischen dem Thermostaten und der äußeren Umgebung dadurch hergestellt, daß der Thermostat in metallische Verbindung mit einem dicht an der inneren Behälterwandung anliegenden und die Wandung zum großen Teil bedeckenden, zweckmäßig zylindrischen Metallschirm gebracht wird oder daß der wärmeempfindlichste Teil des Thermostaten durch diesen Metallschirm gebildet wird. Dieser Schirm fängt sowohl durch Wärmeleitung als auch durch Strahlung Wärme von außen auf. Sollte ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Schirm und der Glaswand vorhanden sein, so hat das für die Wärmeübertragung durch Leitung nicht so viel zu bedeuten, wenn der Behälter mit passender Gasfüllung, ζ. Β. Wasserstoff, versehen ist. Der Wasserstoff dient nämlich als guter Wärmeleiter, wenn die Schicht dünn ist. Im Zusammenhang hiermit ist es zweckmäßig, auch die Kontaktvorrichtung in metallische Verbindung mit dem Metallschirm anzuordnen, damit eine effektive Wärmeableitung von den Kontaktflächen erfolgt, wodurch noch der weitere Vorteil erzielt wird, daß die Funkenstrecke bei Unterbrechung schneller entionisiert und damit die Funkenbildung weiter reduziert wird.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsformen darstellt, näher beschrieben werden.

Abb. ι ist ein Längsschnitt einer Ausführungsform und

Abb. 2 ein entsprechender Schnitt einer anderen Ausführungsform.

Abb. 3 zeigt eine Abänderung der Kontaktvorrichtung bei der Anordnung nach Abb. 2.

Bei der Ausführungsform nach Abb. ι ist der Schalter im ganzen nebst dem zugehörigen Thermostaten durch eine metallische, beispielsweise aus Kupfer bestehende Hülse oder Röhre ι getragen, die in den evakuierten oder mit passender Gasfüllung versehenen und aus ίο elektrisch isolierendem Material, z. B. Glas, bestehenden Schutzbehälter 2 eingesetzt ist. Die Röhre ι ist in effektiv wirkender thermischer Verbindung mit der Behälterwandung angeordnet und schließt sich deshalb der inneren Seite des Behälters an, beispielsweise dadurch, daß sie durch einen Längsschlitz aufgeschnitten und etwas federnd ausgeführt wird.

Die Röhre ι ist mit den Stirnwänden 3, 4 versehen, von welchen erstere die Befestigungsvorrichtung 5 für die Kontakte trägt. Die Kontaktvorrichtung besteht aus einem mit passender Kontaktfläche versehenen steifen Metallstab 6 und einer diesem gegenüber angeordneten Kontaktfeder 7, die mit entsprechender Kontaktfläche versehen ist. Der Stab und die Feder sind an dem Block 5 der Befestigungsvorrichtung mittels durchgehender Schrauben und zugehöriger Muttern festgehalten. Die Zuleitungen 8 zu den Kontakten sind durch isolierende Einführungen durch die Stirnwand 3 geführt und in dem entsprechenden Ende des Glasbehälters eingeschmolzen. Dieselben sind vom Stab 6 bzw. von der Feder 7 isoliert und direkt mit den von diesen getragenen Kontakten verbunden.

Die Feder 7 trägt einen Fortsatz 9, der die Betätigung der Kontaktvorrichtung durch den Thermostaten zu vermitteln hat. Der Thermoto stat besteht aus einem gegen die Innenseite der Röhre 1 in der Nähe der Stirnwand 4 bei 10 festgelöteten, umgebogenen und bimetallisch ausgebildeten Stäben, der an seinem freien Ende eine Schraube 12 trägt, die mit 4.5 dem Fortsatz 9 zusammenwirkt.

Der Kontaktö, 7 ist normal geschlossen. Wenn die Temperatur des den Behälter 2 umgebenden Mediums steigt, so teilt sich die Wärmesteigerung durch die Behälterwandung und durch die an diese thermisch angeschlossene Röhre 1 sowie durch die Lötstelle 10 dem bimetallischen Stab 11 schnell mit, und dieser verbiegt sich demzufolge nach rechts in Abb. i. Wenn die Wärmesteigerung eine gewisse vorbestimmte Grenze überschreitet, kommt die Schraube 12 in Berührung mit dem Fortsatz 9 der Feder 7 und unterbricht den Kontakt.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist der wärmeempfindlichsteTeil des Thermostaten mit einer die Wärmeübertragung vermittelnden Fläche ausgebildet, die sich der Behälterwandung anschließt und mit dieser in thermischer Verbindung steht. Der genannte temperaturempfindliche Teil ist hier in der Form einer Hülse oder Röhre 13 ausgeführt, die ähnlich wie die wärmeleitende Hülse 1 bei der vorher beschriebenen Ausführungsform an die Innenseite des Behälters thermisch angeschlossen ist und ebenfalls als Träger der Kontaktvorrichtung dient. Die Röhre 13 ist mit Stirnwänden 14, 14' versehen, die je eines der Kontaktorgane tragen. Die Kontaktorgane bestehen aus zwei in der Achsenrichtung der Röhre hineinragenden und an den einander zugekehrten Enden mit passenden Kontaktflächen 16, 16' versehenen Stäben 15, 15' aus einem Material, dessen Ausdehnungskoeffizient kleiner ist als derjenige der umschließenden Metallhülse 13. Die Stäbe 15, 15' können beispielsweise aus Invar oder anderem passenden Metall oder Metallegierung hergestellt sein. Die Zuleitungen 8 zu den Stäben sind in je einem Ende des Behälters 2 eingeschmolzen. Offenbar muß wenigstens einer der Stäbe von der als Träger dienenden Röhre 13 elektrisch isoliert sein. Die metallische Röhre 13 ist der Kontaktstelle gegenüber mit einer Öffnung 18 versehen, durch welche der Kontakt und dessen Wirkungsweise beobachtet werden können.

Bei steigender Temperatur der Umgebung dehnt sich die Röhre 13 mehr aus als die Stäbe 15, 15', und der Kontakt wird somit unterbrochen. Die durch die Funkenbildung entstehende Wärmeentwickelung kann erforderlichenfalls dadurch ausgeglichen werden, daß wärmespeichernde, die Stäbeis, 15' frei umschließende Kupferröhren o. dgl., auf der Zeichnung nicht dargestellt, in wärmeleiten- ioo der Verbindung mit den Kontakten 16, 16' angeordnet werden. Gegebenenfalls wird der eine Stab in direkt metallischer Verbindung mit der Röhre 13 angeordnet.

Durch die in Abb. 3 dargestellte Abänderung der Kontakte beim Unterbrechungsrelais nach Abb. 2 kann dieses ohne irgendwelche sonstige Abänderungen derart umgebildet werden, daß es als Stromschlußrelais anstatt als Unterbrechungsrelais wirkt. Zu diesem Zweck sind die Enden der Stäbe 15, 15' in der Form von Haken 17, 17' ausgebildet, die übereinandergreifen und an deren einander zugekehrten Seiten die Kontakte 16, 16' derart angebracht sind, daß sie beim Ausdehnen der Röhre 13 gegeneinander geführt werden.

Die Betätigung des Schalters nach der Erfindung kann gegebenenfalls durch Stromwärme von einer besonderen Heizwicklung er- iao folgen, welche Wicklung in vorliegendem Falle sehr wohl außerhalb des Behälters an-

gebracht sein kann. Die Anbringung einer efifektiv wirkenden Heizwicklung für den Thermostaten innerhalb des Behälters ist wegen des sehr beschränkten Raumes im Behälter mit praktischen Schwierigkeiten verknüpft und bringt außerdem den Nachteil mit, daß das Vakuum oder die Gasfüllung im Behälter durch die Entwicklung gasförmiger Stoffe, welche bei der Erhitzung der Isolation der

ίο Wicklung entsteht, verschlechtert wird. Eine inwendig angebrachte Heizwicklung muß außerdem ein für allemal einer gewissen Spannung oder Stromstärke angepaßt werden. Nach der Erfindung können diese Schwierigkeiten dadurch überwunden werden, daß die Heizwicklung auswendig, und zwar vorzugsweise um die Behälterwandung herum, angebracht wird, wobei die Behälterwandung zugleich als elektrische Isolierung zwischen der Wicklung und dem Thermostaten ausgenutzt wird. Der Thermostat kann beispielsweise in Übereinstimmung mit Abb. 2 ausgeführt sein. Die Heizwicklung wird hier wegen der effektiven wärmeleitenden Verbindung zwischen der Behälterwandung und dem Thermostaten gleichfalls in guter thermischer Verbindung mit dem letzteren stehen. Eine auswendige Wicklung läßt sich unschwer verschiedenen Spannungen oder Stromstärken anpassen und kann im Bedarfsfalle leicht ausgewechselt werden. Die auswendige Heizwicklung kann durch eine die Wicklung umschließende Isolierhülse geschützt werden, wobei zugleich Wärmeverluste verhindert werden. Die Schutzhülse kann ζ. Β. durch Zementierung gefestigt werden.

Die Übertragung von Wärme von außen auf den Thermostaten kann unter Umständen noch weiter verbessert werden, und zwar durch eine solche Ausführung des Behälters, daß dieser durch die Metallröhre 1 bzw. 13 selbst gebildet wird, deren Enden dann gasdicht angeschmolzene Stirnwände aus Glas öder anderem ähnlichem Isoliermaterial tragen. Die äußere Heizwicklung kann in diesem Falle durch eine dünne, elektrisch isolierende Zwischenlage, ζ. B. aus Glimmer, von der Metallröhre getrennt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Thermostatschalter, bei dem der Thermostat mit seiner Kontaktvorrichtung in einem luftleeren oder gasgefüllten Behälter aus Glas untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (11) in metallischer Verbindung mit einem dicht an der inneren Behälterwandung anliegenden und die Wandung zum großen Teil bedeckenden, zweckmäßig zylindrischen Metallschirm (1, Abb. 1) steht oder daß der wärmeempfindlichste Teil des Thermostaten durch diesen Metallschirm (13, Abb. 2) gebildet ist.

2. Thermostatsehalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung ebenfalls an dem Metallschirm befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen