DE1069741B

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Publication number: DE1069741B
Application number: DENDAT1069741D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-26

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Hauptpatentanmeldung betrifft ein indirekt beheiztes Bimetallelement, insbesondere für elektrische Schutzschalter, bei dem die Bimetallkomponente mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten eine dünne Isolierschicht aus Glas oder Email aufweist, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient dem der Komponente angepaßt ist; auf der Isolierschicht ist zur indirekten elektrischen Beheizung des Bimetalls eine dünne Heizfolie aufgebracht. Die Vorteile dieses Bimetallelementes gegenüber den bisher bekannten Bimetallelementen sind in der Hauptpatentanmeldung im einzelnen angegeben.The main patent application relates to an indirectly heated bimetal element, especially for electrical ones Circuit breaker in which the bimetal component with the greater coefficient of expansion has a thin insulating layer made of glass or enamel, the coefficient of thermal expansion of which is the is adapted to the component; on the insulating layer is for indirect electrical heating of the bimetal a thin heating foil applied. The advantages of this bimetal element over the previous known bimetal elements are specified in the main patent application in detail.

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Bimetallelementes nach der Hauptpatentanmeldung, durch die die Anpassungsfähigkeit und -genauigkeit des Bimetallelementes an vorgegebene Betriebsbedingungen wesentlich erhöht wird. Die Weiterbildung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Heizfolie als Mehrfachband mit schmalen Schlitzen ausgeführt ist. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung hingewiesen; es zeigtThe invention relates to a further development of the bimetal element according to the main patent application, through the adaptability and accuracy of the bimetal element to given operating conditions is increased significantly. The development according to the invention consists in that the heating film is designed as a multiple band with narrow slots. To further explain the invention, see the embodiments of the drawing indicated; it shows

Fig. 1 ein Bimetallelement gemäß der Erfindung, bei dem die Heizfolie einfach aufgetrennt ist,Fig. 1 shows a bimetal element according to the invention, in which the heating foil is simply separated,

Fig. 2 ein Bimetallelement gemäß der Erfindung, bei dem die Heizfolie einfach aufgetrennt und verkürzt ist.Fig. 2 shows a bimetal element according to the invention, in which the heating foil is simply separated and shortened is.

Fig. 3 ein Bimetallelement gemäß der Erfindung, bei dem die Heizfolie zweifach aufgetrennt ist,3 shows a bimetallic element according to the invention, in which the heating foil is split open twice,

Fig. 4 ein Diagramm mit den Strom-Zeit-Kennlinien dreier Bimetallauslöser mit verschiedenen Bimetallelementen.4 shows a diagram with the current-time characteristics of three bimetal releases with different Bimetal elements.

In den Fig. 1 bis 3 ist jeweils die Bimetallkomponente mit dem kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten mit 1, die Komponente mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten mit 2, die Glas- oder Emailisolierschicht mit 3 und die Heizfolie mit 4 bezeichnet. Durch das Aufschneiden der Heizfolie gemäß Fig. 1 erreicht man effektiv eine doppelt so lange und halb so breite Heizfolie, also den vierfachen Widerstand der ursprünglichen Folie. Die Auftrennung kann, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, auch mehrfach erfolgen, so daß ein neun- bzw. entsprechend vielfacher Folienwiderstand erreicht wird. Eine weitere Anpassung des Folienwiderstandes, also der Heizleistung, kann durch die Bemessung der Folienlänge der ursprünglich aufgebrachten Gesamtfolie durchgeführt werden und/oder auch dadurch, daß die Auftrennung der Folie nur teilweise erfolgt. Es ist zweckmäßig, das Auftrennen der Folie zum Mehrfachband erst nach dem Aufbringen der Folie auf die Isolierschicht durchzuführen. Das Auftrennen kann z. B. mechanisch erfolgen.In FIGS. 1 to 3, the bimetal component with the smaller thermal expansion coefficient is denoted by 1, the component with the larger expansion coefficient by 2, the glass or enamel insulation layer by 3 and the heating foil by 4 . By cutting open the heating foil according to FIG. 1, one effectively achieves a heating foil that is twice as long and half as wide, that is, four times the resistance of the original foil. The separation can, as shown in FIG. 3, also take place several times, so that a nine or correspondingly multiple film resistance is achieved. A further adaptation of the film resistance, that is to say the heating power, can be carried out by dimensioning the film length of the originally applied total film and / or also by only partially separating the film. It is expedient to separate the film into the multiple tape only after the film has been applied to the insulating layer. The separation can, for. B. be done mechanically.

Durch Bimetallelemente gemäß der Erfindung kön-Indirekt beheiztes Bimetallelement,
insbesondere für elektrische
SchutzschalterBimetal element indirectly heated by bimetal elements according to the invention,
especially for electrical
Circuit breaker

Zusatz zur Patentanmeldung S 53553 VIIIb/21 c
(Auslegeschrift 1 065 917)Addition to patent application S 53553 VIIIb / 21 c
(Interpretation document 1 065 917)

Anmelder:Applicant:

Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Siemens-Schuckertwerke
Corporation,
Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Wilhelm Baum, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Wilhelm Baum, Nuremberg,
has been named as the inventor

nen verhältnismäßig sehr große Überstromauslösebereiche erfaßt werden.NEN relatively very large overcurrent tripping areas can be detected.

Im Diagramm der Fig. 4 ist auf der Abszisse die Strombelastung in Ampere und auf der Ordinate im logarithmischen Maßstab die Ansprechzeit in Sekunden aufgetragen. Die Kurve 1 bezieht sich auf einen Auslöser mit einem handelsüblichen Bimetallelement mit einer Heizwicklung von 2,5 Ohm, die Kurve 2 auf einen Auslöser mit einem Bimetallelement gemäß der Erfindung mit durchgehender Heizfolie (Widerstand 0,5 Ohm) und die Kurve 3 auf einen Auslöser mit demselben Bimetallelement, dessen Heizfolie gemäß Fig. 1 aufgetrennt ist und die daher einen Widerstand von 2 Ohm besitzt. Ein Vergleich der drei Kurven läßt die wesentliche Verbesserung der Strom-Zeit-Kennlinie eines Auslösers erkennen, die durch die Verwendung eines Bimetallelementes gemäß der Erfindung erreicht wird.In the diagram of FIG. 4, the current load in amperes is plotted on the abscissa and the response time in seconds is plotted on the ordinate on a logarithmic scale. Curve 1 relates to a trigger with a commercially available bimetal element with a heating coil of 2.5 ohms, curve 2 to a trigger with a bimetal element according to the invention with a continuous heating film (resistance 0.5 ohms) and curve 3 to a trigger with the same bimetal element, the heating foil of which is separated as shown in FIG. 1 and which therefore has a resistance of 2 ohms. A comparison of the three curves reveals the substantial improvement in the current-time characteristic of a release, which is achieved by using a bimetal element according to the invention.

Schutzschalter, die mit einem Bimetallelement gemäß der Erfindung ausgerüstet sind, besitzen die typische Eigenschaft, daß im Auslösebereich das Produkt i--R-t praktisch eine Konstante ist und wesentlich niedriger liegt als bei Schutzschaltern mit Bimetallelementen herkömmlicher Art (i=Überstrom, R = Widerstand der Heizfolie bzw. der Heizwicklung, ! =Abschaltzeit). Bei diesen ist die Abschaltzeit auch eine Funktion der rücktreibenden Kräfte von Heizwicklung und Isoliermaterial, die bei dem Bimetallelement gemäß der Erfindung vernachlässigbar sind.Circuit breakers equipped with a bimetal element according to the invention have the typical property that in the tripping area the product i - Rt is practically a constant and is significantly lower than that of circuit breakers with conventional bimetal elements (i = overcurrent, R = resistance of the Heating foil or heating coil,! = Switch-off time). In these, the switch-off time is also a function of the restoring forces of the heating winding and insulating material, which are negligible in the bimetal element according to the invention.

909 650/398909 650/398

Claims

The lower value of the above-mentioned constant in the bimetal element according to the invention is due to the significantly lower thermal contact resistance, the larger heating surface and the strong temperature gradient in the bimetal components. When the bimetallic element is subjected to a high current it can happen that the connection lugs of the foil glow, while the part of the foil melted on the insulating layer heats up considerably less as a result of the heat given off to the bimetal. In this case, it is therefore advisable to dimension the closing flags correspondingly larger. According to a further invention, the bimetal element according to the invention and the main patent application is produced as follows: The bimetal is heated in a flame to the softening temperature of the glass or enamel to be applied and this is applied to the component with the greater coefficient of expansion by being coated with a glass softened in the flame - or enamel is applied and then the heating foil is pressed onto this liquid layer. In cases in which the possibly oxidizing or reducing effect of the flame interferes, the bimetal is heated to the softening temperature of the glass or enamel to be applied by direct current load. Here it is advisable to use relatively thin glass or enamel sticks to apply the insulating layer. The aforementioned method has the particular advantage that a completely homogeneous, perfectly adhering insulating layer can be achieved in a simple manner and with little expenditure of time. In the aforementioned method, the heating temperatures can be set at 800 to 1000 ° C. without damage to the bimetal components if alloys are used as the bimetal components, as specified in the main patent application. The aforementioned high temperature treatment when the film is melted also has a favorable effect on the aging resistance of the bimetal elements. Patent claims:

1. Indirectly heated bimetal element, in which a heating foil on the bimetallic component with the greater thermal expansion coefficient is applied insulated from this by a thin glass or enamel layer, according to patent application S 53553 \ ^r HIb / 21 c, characterized in that the heating foil is a multiple tape is designed with narrow slots (Fig. 1 to 3).

2. bimetal element according to claim 1, characterized in that a fine adjustment of the Resistance of the heating foil by dimensioning the length of the foil and / or the length of the separation is made (Fig. 2).

3. A method for producing a bimetal element according to claim 1 or 2 and according to claim 1 of the main patent application, characterized in that the bimetal in a flame heated to the softening temperature of the glass or enamel to be applied and this to the Component with the larger coefficient of expansion by painting with an in the Flame softened glass or enamel part is applied and that the heating foil on this liquid layer is pressed on.

4. A method for producing a bimetal element according to claim 1 or 2 and according to claim 1 of the main patent application, characterized in that the bimetal by current load heated to the softening temperature of the glass or enamel to be applied and apply this to the component with the greater coefficient of expansion by painting it with a glass or enamel part softened in a flame is applied and that the heating foil is pressed onto this liquid layer.

5. The method according to claim 3 or 4 or according to one of the method claims of the main patent application, characterized in that the separation of the film to the multiple tape after application to the insulating layer, for. B. mechanical, is carried out.

1 sheet of drawings