CN102439679B - 热脱扣器和带有热脱扣器的安装开关设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种尤其用于安装开关设备的热脱扣器(1)，其带有热机械转换器(2)，热机械转换器(2)为了间接的加热而缠绕有电流流经的加热带(3)，并且在其中加热带(3)与热机械转换器(2)相间隔地来保持。由此，简化了制造，并且减少了热脱扣电流的分散宽度。
Description
技术领域
本发明涉及一种尤其用于安装开关设备(Installationsschaltgeraet)的热脱扣器，其带有热机械转换器，热机械转换器为了间接的加热而缠绕有电流流经的加热带(Heizband)。
背景技术
该种热脱扣器尤其在线路保护开关或马达保护开关中用作过载继电器(Ueberlastausloeser)。在确定的、处于可预先规定的额定电流之上的过电流的出现时，热转换器如此强烈地弯曲，使得它作用于转换机构(Schaltwerk)上，因此安装开关设备持续地断开。
存在被直接加热和间接加热的热脱扣器。对于直接加热，电流流经热机械转换器本身，使得热机械转换器直接地处于待监控的主电流通路中。
当期望热机械转换器与主电流通路之间的电绝缘时，使用间接的加热。对于间接加热，热机械转换器缠绕有由电流流经的加热线圈。这种间接加热的带有由热双金属制成的热机械换热器的热脱扣器例如在文件DE 100 02 773 A1中示出为马达保护开关的脱扣器。在那里，热导体作为导线卷绕到热双金属条上。
为了在热双金属条与热导体之间实现有效的热传递，已知的是，将热导体冲压为由板制成的加热带并且使它围绕于热双金属条翻边并且压紧到热双金属条处。在热双金属与热导体之间存在平的接触，其引起比从圆形的加热丝更有效的到热双金属条上的热传递。那么，在热双金属与加热带之间存在电绝缘，大多数以绝缘的薄膜或绝缘的织网(Geflecht)的形式，其包围了热双金属或者加热线圈的板并且在热双金属与加热带之间的整个接触表面上彼此绝缘。这种热脱扣器例如在文件DE 10 2004 054 176 A1中显示。该种绝缘的施加(例如以薄的薄膜或者薄的软管的形式)在装配时是昂贵的。从加热带到热双金属上的热传递在此主要借助于通过电绝缘层的热传导来实现并且所以可能受到限制。尤其在制造大量的本身相同的热脱扣器时可导致热脱扣电流的提高的分散宽度(Streubreite)和由此生产批次内的不同的脱扣器的脱扣特性，这是不希望的。
但是为了实现热双金属条与加热带之间的良好的并可复制的热传递，加热带被大面积地压紧到以绝缘包围的热双金属条上。因为由此导致的热双金属与加热带的大面积的接触，热双金属的弯曲可被限制或阻碍，这是不希望的。
发明内容
从在现有技术中已知的解决方案出发，因此值得希望的是提供一种被间接加热的热脱扣器，其在简单的装配可能性中具有在加热带与热双金属的转换器之间的良好的热传递。此外，本发明的目的为提供一种改进的安装开关设备。
提供一种改进的被间接加热的热脱扣器的目的通过带有权利要求1的特征的热脱扣器来实现。在安装开关设备方面，该目的通过根据权利要求7的安装开关设备来实现。之前提到的内容的改进方案在从属权利要求中实施。
即根据本发明，加热带与热机械转换器相间隔地来保持。
热机械转换器的概念这里被使用，以便通常标明由在温度作用下改变它的形状的材料制成的转换器。除了已知的双金属(其由两个带有相应不同的热膨胀系数的金属的连接形成)之外，形状记忆合金尤其也应属于该概念。这是自一定的温度起从第一形状突然跃变到第二形状的金属。在有利的设计方案中，该种类型的热机械转换器构造成单侧夹紧的金属条，其例如由双金属或者由形状记忆合金制成并且在加温时垂直于其宽侧弯曲。以速动盘(Schnappscheibe)的形式的热机械转换器也是已知的，其由双金属或者由形状记忆合金制成，并且其在加温时从第一稳定的形状位置(Formlage)通过止点位置变换到第二稳定的形状位置，其中，在超过一定的临界的变形时该变换非常快速地发生，使得可提到在两个稳定的形状位置之间的“速动转换(umschnappen)”。为了简单起见，在该申请中，当提及具体的材料时，代替“热双金属或形状记忆合金”仅提到“热双金属”。
因此根据本发明，空气处于加热带与热机械转换器(即例如热双金属条)之间，加热带不压紧在热双金属条上。而加热带根据本发明或多或少松动地在热双金属条上推移。热双金属条的弯曲不再通过加热带来限制。在加热带与热双金属条之间的热传递通过对流、主要通过热辐射并且在较小的规模中对于静止的空气通过热传导来实现。
为了实现热脱扣器的紧凑的结构单元，根据本发明的有利的实施形式，热机械转换器实施成由双金属或者形状记忆金属制成的单侧夹紧的金属条，并且加热带在热双金属条的夹紧部位的区域中与热双金属条相连接。
在加热带与热机械转换器的间隔方面，本发明的有利的实施形式特征在于，与热机械转换器联结有至少一个绝缘的支撑件，加热带贴靠在支撑件处并且加热带通过支撑件与双金属条相间隔地来保持。当加热带自身具有微小的刚度时，这尤其是有利的。加热带以篮的类型包围热双金属，因此在本发明的意义中也可提到加热篮(Heizkorb)。支撑件例如可以是塑料件，其锁扣(aufschnappen)到热双金属上并且由此固定在那里，有利地在热双金属条的自由的端部的区域中。
为了实现在加热带与热机械的转换器之间的良好的热传递，根据本发明的有利的实施形式，热机械转换器(例如由热双金属制成的条)和加热带的相面对的平面被涂漆。通过如涂漆那样的表面处理，通过热辐射可改善在加热带的面向热双金属一侧与热双金属之间的热传递。例如，经涂漆的金属表面的辐射放射系数高达裸露的金属表面的直至20倍。
根据本发明的另一非常有利的实施形式，非常良好的热传递也可由此实现，即热机械转换器(例如由热双金属制成的条)和加热带的相面对的平面被镀铜。镀铜层在加温时氧化，这进一步支持了热传递。经镀铜的并且接下来被氧化的金属表面也具有比裸露的金属表面更高的放射系数。
当然所有其它的、原理上已知的导致经处理的表面的辐射放射系数的提高的表面处理方法也被本发明一同包括。
为了减小向外的热损失，根据本发明的另一有利的实施形式，包括热机械转换器和加热带的结构组件由绝缘的罩壳包围，罩壳与加热带相间隔地来保持。
根据本发明的开关安装设备包括至少一个衔接部位(Verklinkungsstelle)和热脱扣器，其包括热机械转换器(例如单侧夹紧的热双金属条)，其为了间接的加热而缠绕有电流流经的加热带，其中，加热带与热机械的转换器(例如双金属带)相间隔地保持，并且转换器在加热带中超过一定电流时这样挠曲，使得它在此解开了衔接部位。
附图说明
附图和说明书用于更好的理解该对象。大致相同或相似的对象或者对象的零件可设有相同的附图标记。附图仅为本发明的实施形式的示意性的图示。
其中：
图1示意性地显示了根据本发明的带有曲折状缠绕的加热带的热脱扣器的第一实施形式，
图1a示意性地显示了热脱扣器的第二实施形式，其带有U形地包围双金属条的加热带，
图1b示意性地显示了根据本发明的热脱扣器的第三实施形式，其带有单侧地安装在双金属条处的加热带，
图2示意性地显示了热脱扣器的第二实施形式，
图3示意性地显示了根据本发明的热脱扣器的第三实施形式，以及
图4示意性地显示了根据本发明的热脱扣器的第四实施形式。
具体实施方式
图1显示了带有长形的热双金属条2(其也可为由形状记忆合金制成的条)的热脱扣器。在它的端部4处，条2被夹紧在安装开关设备中(例如在电路保护开关或马达保护开关)的安装位置中，因此，该端部也标识为夹紧部位。热双金属条2由加热带3曲折地包围。加热带3由平的、纵向延伸的板来冲压并且曲折地缠绕于热双金属条2。加热带在此不接触热双金属条2，它与其相间隔，空气处于热双金属条2与加热带3之间。在夹紧部位4处，热双金属条2与加热带3通过导体件9相连接。加热带3在没有导体件的中间接通的情况下也可直接堆焊在热双金属条4上。在安装开关设备中的安装位置中，例如主电流通路的电流在它的从进口端子至出口端子的路径上流经导体件9和加热线圈，由此加热线圈被加温。加热线圈3的热量主要通过辐射从加热线圈3的内侧转到热双金属条2上，并且升温热双金属条2。由于加温，热双金属条2垂直于其宽侧、这里在图1中即垂直于图纸平面弯曲，即它越热，弯曲越强。当超过临界的电流强度时，弯曲强到使得热双金属条2可利用它的操纵端6将衔接部位在安装开关设备的开关机构中松开。操纵端6在此或者直接作用于衔接部位，或者它与杠杆或杠杆系统共同作用并且因此间接地影响衔接部位。
在热双金属条2的面对夹紧部位的自由的端部处，支撑件5、这里塑料罩壳5被推到热双金属条上，在其处支撑有加热带3。因此，塑料罩壳5作为绝缘的支撑件起作用。它确保加热带3和热双金属条2彼此保持间隔，即使加热带刚性略微稍小。由加热带3和支撑件5构成的结构单元也标识为加热篮，这是因为它以篮的类型包围热双金属条2。支撑件5附加地可锁止在热双金属条2或加热带3处，或者被推到挤压，使得它保持在热双金属条处并且在其弯曲时也不移动。
热双金属条2可不受加热带3影响地弯曲，这是因为加热带3不压紧到热双金属条处。为了改善在加热带3与热双金属条2之间的热传递，两个元件的待指向彼此的平面被涂漆(例如黑色或以其它的颜色)，或者镀铜并且接下来氧化，或者另外进行表面处理。由此提高了表面的放射能力。根据本发明的热脱扣器的制造被简化，这是因为不必再施加电绝缘的罩壳到热双金属条2或加热带3上。两个零件的电绝缘通过空间上的间隔来保证。
图1a显示了根据图1的实施形式的变体。这里，热双金属条2缠绕有加热带3如此实现，即加热带3以单侧敞开的加罩的方式U形地包围热双金属条2。
图1b显示了根据图1的实施形式的另一变体。这里，热双金属条2缠绕有加热带3如此实现，即加热带3在一侧上相间隔地贴靠在热双金属条2处。
根据本发明的热脱扣器的在图2中显示的实施形式与在图1中所显示的区别在于，围绕于由加热带3和支撑件5构成的结构单元布置有热绝缘的罩壳7。它保持了加热带3与热双金属条2的间隔，但是它也可靠近地施加在加热带3上。罩壳7可由塑料或者由陶瓷薄膜或薄的陶瓷管，或者由纺织材料或玻璃材料(在实心或打孔的实施方案中)，或者由其他的热绝缘的材料或材料复合体制成。通过它将从加热带3向外辐射的热量保持在加热篮内部，它提高了从加热带3到热双金属条2上的热传递的效率。
根据本发明的热脱扣器的在图3中所显示的实施形式与在图1中所显示的区别在于，围绕于热的双金属还施加有绝缘的罩壳8。该实施形式显示了，根据本发明的热脱扣器也可利用电绝缘的热双金属条来建造。附加地，电绝缘的罩壳8还具有高的放射系数并且因此支持从加热带3到热双金属条上的热传递。
根据本发明的热脱扣器11的在图4中所显示的实施形式与在图1中所显示的区别在于，作为热机械转换器设置有速动盘41，其由双金属或者形状记忆合金制成。它在夹紧部位41中保持在其边缘处。示意性地显示了，速动盘21与操纵件61(这里推杆)相联结，利用操纵件61，速动盘21在速动转换时由于升温与安装开关设备的衔接部位共同作用，速动盘21装入到安装开关设备中。速动盘21在图4中在它的第一稳定形状位置中示出，在其中，与推杆61相联结的侧面凹状地拱曲。如果通过加热带31的电流超过预先确定的值并且速动盘的加温因此超过关键的温度，则速动盘21速度转换到它的第二稳定形状位置中，在其中，与推杆61相联结的侧面那么凸出地、这里在图4中向左地拱曲。那么，推杆61由此被向左移动并且可与安装开关设备的开关机构的衔接部位为了持续的松开而共同作用。
附图标记清单
1 热脱扣器
2 热双金属条
3 加热带
4 夹紧部位
5 支撑件
6 操纵端
7 绝缘的罩壳
8 绝缘部
9 导体件
11 热脱扣器
21 速动盘
31 加热带
41 夹紧部位
61 操纵件
Claims (5)
1.一种用于安装开关设备的热脱扣器(1)，其带有热机械转换器(2)，所述热机械转换器(2)为了间接的加热而缠绕有电流流经的加热带(3)，其中所述加热带(3)与所述热机械转换器(2)相间隔地来保持，并且其中所述热机械转换器包括由双金属或者形状记忆合金制成的单侧夹紧的金属条，并且所述加热带(3)在所述金属条的夹紧部位(4)的区域中与所述热机械转换器(2)相连接，其特征在于，在所述金属条的自由端部的区域中与所述热机械转换器(2)相联结有绝缘的支撑件(5)，所述加热带(3)贴靠在所述支撑件(5)处并且所述加热带(3)通过所述支撑件(5)在位于所述支撑件(5)和所述夹紧部位(4)之间的区域中也与所述热机械转换器(2)相间隔地来保持。
2.根据权利要求1所述的热脱扣器(1)，其特征在于，所述热机械转换器(2)或所述加热带(3)的相对的面中的至少一个为了热传递的改善而进行表面处理。
3.根据权利要求2所述的热脱扣器(1)，其特征在于，所述热机械转换器(2)或所述加热带(3)的相对的面中的至少一个为了热传递的改善而进行涂漆。
4.根据权利要求2所述的热脱扣器(1)，其特征在于，所述热机械转换器(2)或所述加热带(3)的相对的面中的至少一个为了热传递的改善而进行镀铜。
5.根据权利要求1所述的热脱扣器(1)，其特征在于，包括所述热机械转换器(2)和所述加热带(3)的结构组件以绝缘的罩壳(7)包围。
6. 一种安装开关设备，带有衔接部位，并且带有根据权利要求1－5中任一项所述的热脱扣器(1)。
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