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Bi-Metallauslöser.
Es ist schwierig, die als thermische Auslöser dienenden Bi-Metallstreifen so zu bemessen, dass die gewünschte Auslösekurve nur durch die Formgebung und die metallische Zusammensetzung des Bi-Metallstreifens erreicht wird, ohne dass dabei die Kurzschlussfestigkeit des BiMetalles unzulässig gering und sein Widerstand unzulässig hoch wird. Der Verlauf der Stromzeitkurve ist im wesentlichen durch die Wärmekapazität und die Wärmeableitung des Aus- losers bestimmt, u. zw. überwiegt bei hohen Strömen und kurzen Auslösezeiten die Wärmekapazität, während bei niedrigen Strömen und grossen Auslösezeiten die Wärmeableitung überwiegend in Erscheinung tritt.
Es hat sich als notwendig herausgestellt, dem Verhältnis von Wärmekapazität zu Wärmeableitung bei jedem Überstromwert einen andern Wert zu geben, wenn die Stromzeitkurve des Auslösers denselben Verlauf wie die Stromzeitkurve der zu schützenden Leitungen oder Apparate haben soll.
Es ist bekannt, den Wärmeauslöser mit einer Metallbeschwerung zu versehen und als Ausgleichmetall ein Metall mit hoher spezifischer Wärme, beispielsweise Aluminium, zu verwenden. Bisher sind aber das Bi-Metall und das Ausgleichmetall so ausgebildet und so zueinander angeordnet, dass das Verhältnis von Wärmekapazität zu Wärmeableitung bei allen Überstromwerten ziemlich konstant ist, so dass durch die Anordnung des Ausgleichmetalls zwar die Auslösezeiten des Auslösers allgemein vergrössert werden, jedoch die Auslösekurve des Auslösers mit der Auslösekurve der zu schützenden Leitungen oder Apparate nicht ohne besondere Hilfsmittel übereinstimmend gemacht wird.
Erfndungsgemäss werden die Wärmekapazität und die Wärmeableitung des ganzen Systems bei allen Überstromwerten ohne besondere Hilfsmittel allein durch die geeignete Formgebung und Anordnung des Bi-Metalls und des Ausgleichmetalls geregelt. Zu diesem Zweck besitzen das Bi-Metall und das Ausgleichmetall an der einander zugekehrten Seite gegenseitig verschiedene Flächen, die derartig ausgebildet sind, dass das Bi-Metall bei der infolge Erwärmung auftretenden Durchbiegung bei einem bestimmten Überstromwert zum Ausgleichmetall eine andere Lage einnimmt als bei einem andern Überstromwert, wodurch bei jedem Überstromwert ein günstiges Verhältnis von Wärmekapazitäl zu Wärmeableitung erzielt wird.
Ist der Bi-Metallstreifen eben, so wird das Ausgleichmetall gewölbt oder wellenförmig gestaltet oder aus mehreren gewölbten, in der Längsrichtung abgestuften Metallblättern, die sich nur an ihrer mittleren Befestigungsstelle berühren, zusammengesetzt. Durch diese einfachen Mittel ist es möglich, das Verhältnis von Wärmekapazität zu Wärmeableitung bei allen auftretenden Überströmen derartig zu regeln, dass die Auslösekurve des Auslösers mit der Auslösekurve der zu schützenden Leitungen genau übereinstimmt. Da dieser Vorteil erfindungsgemäss ohne besondere Hilfsmittel erreicht wird, stellt die Erfindung einen erheblichen Fortschritt dar.
In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 ein Diagramm, in dem die Stromzeitkurven ver- schiedener Überstromauslöser aufgetragen sind, u. zw. ist auf der Abszisse die Auslösezeit t und auf der Ordinate der Überstrom als Vielfaches des Nennstromes Jn abgetragen. Die Fig. 2 zeigt die bisherige Anordnung des Ausgleichmetalls und die Fig. 3-5 zeigen verschiedene zweckmässige Ausführungsformen des Ausgleichmetalls gemäss der Erfindung. A bezeichnet in allen Fällen das Ausgleichmetall und B den Bi-Metallstreifen. Der Pfeil gibt die Richtung der Durchbiegung bei Erwärmung an.
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Die Kurve a in der Fig. 1 ist die Stromzeitkurve eines idealen Überstromauslösers und die Kurve b ist die eines einfachen Bi-Metallstreifens. Wird an dem Bi-Metallstreifen ein Ausgleichmetall in der bisher üblichen Weise gemäss Fig. 2 angebracht, so ergibt sich eine Stromzeitkurve, die der Kurve c entspricht. Es ist daraus zu ersehen, dass das Anbringen eines Ausgleichmetalls allein nicht genügt, um die richtige Stromzeitkurve zu erhalten.
Durch die Anordnung eines gewöhnlichen Ausgleichmetalls werden bei kleinen Überströmen die Auslösezeiten unzulässig gross, so dass infolgedessen die Leitungen oder Apparate bei kleinen Überströmen übermässig erwärmt und dadurch beschädigt werden, während bei grossen Überströmen die Auslösezeiten sehr viel kleiner sind als sie sein müssten, so dass die Leitungen und Apparate bei grossen Überströmen nicht voll ausgenutzt werden. Erfindungsgemäss wird der ebene Bi-Metallstreifen mit einem Ausgleichmetall nach der Form und der Anordnung der Fig. 3-5 angebracht. Das Ausgleichmetall gemäss der Fig. 3 ist gewölbt.
Es wird durch die Anordnung eines derartig geformten Ausgleichmetalls an einem ebenen Bi-Metallstreifen erreicht, dass sich die Stromzeitkurve des Auslösers mit der Kurve a des idealen Überstromauslösers vollkommen deckt. Das Ausgleichmetall gemäss der Fig. 4 hat Wellenform. Auch diese Form des Ausgleichmetalls eignet sich sehr gut, um der Auslösekurve des Auslösers denselben Verlauf wie der Auslösekurve der zu schützenden Leitungen und Apparate zu geben. Das Ausgleichmetall gemäss der Fig. 5 besteht aus mehreren gewölbten, gegeneinander abgestuften Blättern, die in der Mitte am Wärmeauslöser befestigt sind, so dass die gegenseitige Entfernung nach den Enden des Ausgleichmetalls hin zunimmt.
Biegt sich der Bi-Metallstreifen infolge Erwärmung durch, so tritt eine Annäherung zwischen dem Ausgleichmetall und dem Bi-Metallstreifen an den beiden Enden ein. Auch hiedurch können die Wärmekapazität und die Wärmeableitung des ganzen Systems bei allen Überströmen derartig geregelt werden, dass die Auslösekurve des Auslösers mit der Auslösekurve des idealen Überstromauslösers genau übereinstimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Bi-Metallauslöser mit mit ihm in wärmeleitender Verbindung stehendem Ausgleichmetall, das auf seiner dem Bi-Metall zugekehrten Seite verschieden von der ihm zugekehrten Seite des Bi-Metalls gestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese gegenseitig verschiedenen Flächen derartig ausgebildet sind, dass das Bi-Metall bei der infolge Erwärmung auftretenden Durchbiegung bei jedem Überstromwert zum Ausgleichmetall eine andere Lage einnimmt, so dass bei jedem Überstromwert ein günstiges Verhältnis von Wärmekapazität zu Wärmeableitung erzielt werden kann.