<Desc/Clms Page number 1>
Selbstschalter mit thermischer Auslösung.
Es ist bekannt. tberstromschalter mit einer thermischen Auslöseverzögerung zu versehen, damit kurzzeitige Überströme nicht momentan abgeschaltet werden. Die sieh mit einem derartigen Auslöse- organ ergebende Stromzeitkurve ist beispielsweise unter Kurve I in Fig. 1 dargestellt. Als Ordinaten sind die Ströme J. als Abszissen die zugehörigen Auslösezeiten t aufgetragen. Mit abnehmender Strom- stärke nimmt die Auslösezeit erst langsam, dann immer schneller zu, bis-der flach verlaufende Kurvenast in eine Horizontale verläuft und damit in den sogenannten Grenzstrom übergeht, der dauernd ohne
Abschaltung ausgehalten wird.
Die spezielle Form der Kurve ist von dem Charakter, der Bemessung und der Anordnung des thermischen Organes bestimmt, sowie von den Wärmeausgleiehsverhältnissen im Apparatinnern.
Die vom Strom erwärmten leitenden Teile des Innenaufbaues wirken nämlich zusätzlich wärmend auf das thermische Organ ein, wobei der steile Ast der Auslösekurve aber nicht nennenswert beeinflusst wird, da die Auslösezeiten an sich schon sehr klein sind bzw. da in diesem Teil der Kurve die Auslösezeit gegen kleine Stromänderungen wenig empfindlich ist. Die Zusatzerwärmung wirkt aber ebenso wie eine kleine Stromzunahme. Anders ist es bei dem flachen, insbesondere bei dem horizontalen Kurvenast, wo kleine Stromänderungen (d. h. also auch Zusatzerwärmungen) starken Zeitänderungen entsprechen.
Insbesondere wird die Lage des Grenzstromes merklich beeinflusst.
Das Resultat ist also, dass durch solche Zusatzerwärmung die Kurve mehr oder weniger gestreckt wird ; mit anderen Worten, sie beeinflusst die Trägheit des Selbstschalters, ausgedruckt in der Krümmung der Auslösekurve. Um die Wirkung der Zusatzerwärmung zu beseitigen, hat man Kompensationsvor- richtungen eingebaut.
Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Kompensationsvorrichtung und besteht darin, dass ausser einem als Sperriegel für die Sehaltbrücke wirkenden thermischen Überstrom- auslöser an der Sehaltbrücke als Klinkenteil ein zur Kompensierung des Einflusses der Vorbelastung und der Umgebungstemperatur des Schalters dienendes thermisches Hilfsorgan angebracht ist, welches mit dem Sperriegel derart in Eingriff steht, dass die Sperrkräfte ungefähr senkrecht zur Richtung der von Temperatureinflüssen bedingten Formveränderung beider thermischen Organe wirken.
Es sind bereits Anordnungen bekannt, bei denen ein als Sperrorgan dienender Bimetallstreifen unter dem Einfluss eines zweiten Bimetallstreifens steht. Die Kraft, die die beiden Streifen aufeinander ausüben, liegt jedoch senkrecht zur Längsrichtung beider Streifen und also in Richtung der Form- veränderung. Demnach müssen die Kräfte der beiden thermischen Organe genau aufeinander abge- stimmt sein und je nach der Grösse der aufzubringenden Kräfte sehr starke thermische Organe Verwen- dung finden. Ausserdem werden durch den Einfluss der Gegenkräfte Biegungsbeanspruchungen für die empfindlichen Organe hervorgerufen, die bei Dauerwirkung leicht zu Ermüdungserscheinungen und daher zu fehlerhaftem Arbeiten führen.
Dagegen spielen bei der Anordnung gemäss der Erfindung die Kräfte gar keine Rolle, sondern lediglich die Grösse der Formveränderung, d. h. eine ohne weiteres sichtbare Grösse, so dass die thermischen Organe keinem anderen Einfluss als nur dem Temperatureinfluss unterworfen sind und keine störenden Gegenkräfte wirken, insbesondere dann, wenn die Reibung zwischen dem als
Klinkenteil wirkenden und dem als Sperriegel wirkenden thermischen Organ, z. B. durch Verwendung von Rollen oder Kugeln, ganz gering gehalten wird ; denn die für die Verriegelung erforderlichen Kräfte,
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Bimetallstreifen in Richtung des Streifens selbst.
In der Zeichnung zeigen die Fig. 2 und 2 a als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine schematische Darstellung eines Selbstschalters.
Durch a und b sind die Zuführungskontakte angedeutet. Der Strom geht z. B. von a über den Kontakt cl zur Schaltbrücke d und von hier über den zweiten Kontakt e2 und die Heizwicklung i zum Kontakt b. Die Brücke d ist isoliert an dem um Lager t drehbaren Hebel e befestigt, der unter Wirkung der Zugfeder g steht. Im eingeschalteten Zustand kann der Hebel dieser Federkraft nicht folgen und daher nicht den Strom durch Abheben der Brücke d von den Kontakten cl und e2 unterbrechen, weil die an ihm befestigte Sperrnase m durch den Bimetallstreifen h verriegelt ist. Tritt Überlastung ein, so bewegt sich das thermische Organ A unter Wirkung der Heizspirale i nach rechts, gibt die Nase m frei und bewirkt somit Abschaltung.
Durch die betriebsmässige Belastung werden abgesehen von der Heizspule i des Bimetalls A auch die stromführenden Teile erwärmt und strahlen und leiten ihre Wärme an h ab. Besonders stark ist dieser Einfluss, wenn der Schalter, wie meist üblich, noch mit einer magnetischen Kurzschlussauslösespule versehen ist, deren Wicklung eine starke Wärmequelle darstellt. Die magnetische Auslösung ist, als im vorliegenden Falle nicht wesentlich, der Einfachheit halber fortgelassen.
Es ist nun ein zweites thermisches Organ eingebaut, das nicht unter der direkten Wirkung der Heizwicklung i des Streifens h steht, sondern im wesentlichen nur durch die Allgemeinerwärmung des Apparatinnern beeinflusst wird. Dies kann z. B. dadurch verwirklicht werden, dass die Sperrnase m ebenfalls aus Bimetall hergestellt wird. Ist sie so angeordnet, dass sie bei Wärmeerhöhung gegensinnig arbeitet, wie Organ h, wie in Fig. 2 a angegeben, so gleitet das Ende des Organes h schon bei niedrigerer Belastung von Organ m ab bzw. bei gegebenem Strom nach kürzerer Zeit. Der flache Ast der Stromzeitkurve wird also nach dem horizontalen Ende zu gesenkt, die Kurve gestreckt, ihre Krümmung verringert. Bezogen auf den Grenzstrom als Ausgangsgrösse ist der Automat weniger träge geworden.
Umgekehrt lässt sich, wenn Organ h und Hilfsorgan m gleichsinnig arbeiten, eine vergrösserte Trägheit des Automaten erzielen.
Insbesondere ist der Fall VO) 1 Wichtigkeit, dass der Einfluss der Zusatzerwärmung des Organes A durch die Wärme der übrigen Apparatteile gerade kompensiert wird, so dass also der Schalter von dem Einfluss verschiedener Vorbelastungen unabhängig wird.
Die Lösung der Aufgabe kann auch auf andere Weise als in dem beschriebenen Beispiel erfolgen ; z. B. kann der thermische Auslöser h statt mittels Heizspule i auch direkt durch Stromdurchfluss vom Strom erwärmt werden.
Ferner brauchen thermischer Auslöser und Hilfsorgan nicht aus Bimetall zu sein, es kann auch der eine oder der andere Teil oder beide nach einem anderen thermischen Prinzip (z. B. Längenausdehnung) arbeiten.
Ferner kann es wünschenswert sein, in gewissen Fällen den geringen Einfluss der Aussentemperatur auf die thermische Auslösung zu kompensieren, was durch eine passende Abstimmung der beiden Organe h und m geschieht. Die Abstimmung kann durch geeignete Formgebung oder Materialauswahl oder beides erfolgen.