DE1061881B

DE1061881B - Bimetallausloeser, insbesondere fuer UEberstromschalter

Info

Publication number: DE1061881B
Application number: DEST11081A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerd Niehaus
Original assignee: Stotz Kontakt GmbH
Current assignee: Stotz Kontakt GmbH
Priority date: 1956-04-14
Filing date: 1956-04-14
Publication date: 1959-07-23

Description

DEUTSCHES

Eine schwer zu erfüllende Forderung besteht bei Überstrom-Bimetallauslösern im allgemeinen darin, daß bei sechsfachen Nennströmen Auslösezeiten von über 5 see gefordert werden. Bei direkt beheizten Bimetallen ist diese Forderung besonders schwer zu erfüllen, da meist nicht das hierzu notwendige Bimetallvolumen zur Verfügung steht. Man hat wohl versucht, diese Bedingungen bei thermischen Auslösern durch Verwendung eines Sättigungswandlers zu erfüllen. Der Sättigungswandler hat jedoch den Nachteil, daß das Übersetzungsverhältnis nicht linear verläuft, so daß bei Belastung mit mehrfachem Nennstrom dem Bimetall ein geringerer Strom vorgetäuscht wird und damit das zu schützende Aggregat gefährdet werden kann. Außerdem stehen der Verwendung eines Sättigungswandlers oft räumliche und wirtschaftliche Gesichtspunkte entgegen.

Es sind Bimetallauslöser bekanntgeworden, bei denen zwei aufeinanderliegende, voneinander elektrisch isolierte Bimetallstreifen benutzt werden. Der eine Bimetallstreifen wird direkt geheizt und der zweite durch Wärmeübertragung vom ersten erwärmt. Der Wärmeübergang erfolgt ungehindert und schnell, wodurch sich beide Streifen gleichzeitig durchbiegen. Diese Anordnung erlaubt wohl eine Verzögerung der Auslösung. Sie erstreckt sich aber fast gleichmäßig über den gesamten Strombereich und beschränkt sich nicht auf die extremen Überströme. Das gilt auch für ähnliche bekannte Anordnungen, die eine Verzögerung durch vergrößerte Abkühlungsflächen oder durch sogenannte Wärmebeschwerungen erreichen wollen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bimetallauslöser, insbesondere für Überstromschalter, und hat gegenüber den bekannten Bimetallauslösern den großen Vorteil, daß die erreichte Auslöseverzögerung sich vorzugsweise auf den Bereich extremer Überströme beschränkt, wodurch solche Bimetallauslöser erst einsatzfähig werden. Dieser Vorteil wird dadurch erhalten, daß bei zwei aufeinanderliegenden, elektrisch voneinander isolierten und einseitig eingespannten Bimetallen, von denen das eine zweckmäßig U-Form besitzt und elektrisch, das andere vom ersten durch Wärmeübergang geheizt wird, wobei beide Bimetalle gleiche Biegungsrichtungen haben, erfindungsgemaß der Wärmeübergang durch eine wärmeisolierende Zwischenlage verzögert wird und das durch Wärmeübergang beheizte Bimetall, solange es wesentlich kälter ist als das elektisch beheizte Bimetall, die Abbiegung des beheizten Bimetalls mechanisch verringert.

In den Abb. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Der thermische Auslöser besteht aus einem geschlitzten, U-förmigen, beheizten und den Auslösemechanismus betätigenden Arbeitsbimetallteil I_j einer Bimetallauslöser,
insbesondere für überstromschalter

Anmelder:

Stotz-Kontakt G.m.b.H.,
Mannheim-Neckarau

Dipl.-Ing. Gerd Niehaus, Heidelberg, ist als Erfinder genannt worden

unter diesem angeordneten und etwas kürzer gehaltenen Bremsbimetallplatte 2 und einer zwischen den beiden Bimetallteilen I_j 2 angeordneten Glimmerzwischenlage 3. Die beiden Bimetallteile I_j 2 sind durch Schrauben 4, 5 miteinander verbunden, wobei die Bremsbimetallplatte 2 von diesen durch Isolierringe 6 elektrisch isoliert ist. In diesem Falle dienen die Schrauben 4, 5 gleichzeitig auch für den Anschluß der zu überwachenden Leitung. Die Enden 7, 8 des beheizten Arbeitsbimetallteils 1 können auch beispielsweise durch Vernietung mit zu Anschlüssen führenden Fahnen verbunden sein. Die Bimetallteile I_j 2 können sich ferner aus mehreren Bimetallstreifen zusammensetzen.

Bei langsamer Erwärmung der beiden Bimetallteile I_j 2 mit gleichem Ausbiegungsweg und gleicher Ausbiegungsrichtung werden diese praktisch zu gleichen Zeiten die-gleiche Ausbiegung haben, da die in dem direkt beheizten Arbeitsbimetallteil 1 erzeugte Wärme die Bremsbimetallplatte 2 im Verhältnis zur Zeit der Aufwärmung genügend schnell erwärmen kann. Die beiden Bimetallteile I_j 2 behindern sich demnach in diesem Falle nicht.

Wird jedoch infolge großer Heizleistung, also bei mehrfachem Nennstrom, der Arbeitsbimetallteil 1 bis zur Auslösetemperatur verhältnismäßig schnell erwärmt, dann wird er bestrebt sein, sich zu verbiegen. Eine derartige Ausbiegung wird aber vorerst unterdrückt, da die Bremsbimetallplatte 2 noch keine genügende Temperatur angenommen hat. Die Zeit, die für den Wärmeübergang von dem Arbeitsbimetallteil 1 zu der darunterliegenden Bremsbimetallplatte2 für die Temperaturangleichung notwendig ist, wird in diesem Falle gegenüber der Erwärmungszeit des Arbeitsbimetallteils 1 groß sein. Dadurch kann die Temperatur der Bremsbimetallplatte 2 der des Arbeitsbimetallteiles 1 bei entsprechender Dimensionierung wesent-

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Claims

lieh nachlaufen. Da die Temperatur der Ausbiegung direkt proportional ist, wird demnach kein Gleichlauf der beiden Bimetallteile 1, 2 erfolgen. Die Bremsbimetallplatte 2 bremst demnach mechanisch die Ausbiegung des Arbeitsbimetallteils 2. Auf diese Weise kann, wie Versuche ergeben haben, eine nahezu hundertprozentige Verzögerung der Auslösung erreicht werden. Der in den Abb. 1 und 2 als Ausführungsbeispiel dargestellte Bimetallauslöser wird demnach eine verhältnismäßig lange Auslösezeit bei mehrfachen Nennströmen aus dem kalten Zustand heraus aufweisen. Bei entsprechender Belastung aus dem warmen Zustand werden die Auslösezeiten kürzer. Dieser Vorgang entspricht auch der Forderung der Praxis, da bei Überströmen im laufenden Betrieb das zu schützende Gerät schneller abgeschaltet werden muß als beim Anlaufvorgang. Die Auslösezeit des Bimetallauslösers kann selbstverständlich durch entsprechende Bemessung der Bremsbimetallplatte dem jeweiligen Betriebsfall angepaßt werden. Auch eine Änderung der Isolation zwischen den beiden Bimetallstreifen führt zu einer anderen Ausbiegungscharakteristik. Bei Verwendung von Bimetallteilen mit voneinander unterschiedlichem Ausbiegungsweg sind ebenfalls Änderungen der Ausbiegungscharakteristik möglich. Eine Beeinflussung der Ausbiegung kann auch durch Änderung der Spannung vorgespannter Bimetallteile erreicht werden. An Stelle einer Bremsbimetallplatte kann auch eine Platte aus einem Material verwendet werden, die bei höheren Temperaturen elastischer wird. Es sei ferner noch darauf hingewiesen, daß eine Anordnung, in der der Bremsbimetallteil den Auslösemechanismus betätigt, eine größere Variation der Abmessungen des Arbeitsbimetallteiles und damit der Auslösezeit gestattet. Patentansprüche:

1. Bimetallauslöser mit zwei aufeinanderliegenden, elektrisch voneinander isolierten und einseitig eingespannten Bimetallen, von denen das eine zweckmäßig U-Form besitzt und elektrisch, das andere vom ersten durch Wärmeübergang beheizt wird, wobei beide Bimetalle gleiche Biegungsrichtungen haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübergang durch eine wärmeisolierende Zwischenlage verzögert wird und das durch Wärmeübergang beheizte Bimetall, solange es wesentlich kälter ist als das elektrisch beheizte Bimetall, die Abbiegung des beheizten Bimetalls mechanisch verringert.

2. Bimetallauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem beheizten Bimetallteil (1) durch Schraub- bzw. Nietverbindung verbundene Bimetallplatte (2) durch Isolierringe (6) von den Verbindungsmitteln (4, 5) elektrisch getrennt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 626 486, 572 654, 530;

österreichische Patentschrift Nr. 127 697;
schweizerische Patentschrift Nr. 235 374.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen