DE1292731B - Thermischer Schnappschalter - Google Patents

Thermischer Schnappschalter

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DE1292731B
DE1292731B DE1964L0048639 DEL0048639A DE1292731B DE 1292731 B DE1292731 B DE 1292731B DE 1964L0048639 DE1964L0048639 DE 1964L0048639 DE L0048639 A DEL0048639 A DE L0048639A DE 1292731 B DE1292731 B DE 1292731B
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DE
Germany
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bimetal
metal
strip
bimetallic strip
motor
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Application number
DE1964L0048639
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English (en)
Inventor
Eisert Werner
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00Thermally-actuated switches
    • H01H37/004Thermally-actuated switches with thermal image

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Schnappschalter zum Schutz eines Verbrauchers mit einer birnetallgesteuerten Kontaktanordnung und einem überwiegend indirekt beheizten Bimetallstreifen, der in einem nahezu allseitig geschlossenen Metallkäfig angeordnet ist und mit dem Metallkäfig in gut wärmeleitender Verbindung steht.
  • Zum Schutz von Kühlschrankmotoren werden im allgemeinen indirekt beheizte Bimetallschalter verwendet, die bei einer bestimmten Temperatur den Motorstromkreis unterbrechen und ihn nach Abküh- lung automatisch wieder schließen. Damit der Kühl- betrieb auch dann weiter aufrechterhalten wird, wenn der überlasischutzschalter bei einer zufällig einmal auftretenden überlast ausschaltet, müssen Mittel vorgesehen sein, damit der Schalter automatisch wieder einschalten kann. Der überlastschutzschalter soll aber so ausgebildet sein, daß bei einer dauernden Störung am Motor durch das taktmäßige Wiedereinschalten keine Zerstörung der Motorwicklung auftreten kann.
  • Die Erwärmung der Motorwicklung hängt von der Taktzeit des überlastschutzschalters ab. Hierbei ist insbesondere die Rückfallzeit des Bimetalls maßgebend, da hierdurch der Temperaturanstieg in der Motorwicklung bestimmt wird. Bei blockiertem Motor steigt die Temperatur in der Motorwicklung bis zum Abschalten des überlastschutzschalters zunächst sehr schnell an (Kurzschlußfall). Der weitere Anstieg der Wicklungstemperatur hängt dann von der Rückfallzeit des überlastschutzschalters ab. Kehrt der Schalter rasch wieder in seine Schließstellung zurück so ist der weitere Anstieg der Wicklungstemperatur steiler als bei längerer Rückfallzeit. Bei betriebswarmem Motor ist auch eine relativ kurze Rückfallzeit schon lang genug, da die vom Motorgehäuse auf das Bimetall abgegebene Wärme ein zu frühes Schließen des Schalterkontaktes verhindert. Die Verhältnisse liegen jedoch anders, wenn der Motor im kalten Zustand einem überstrom ausgesetzt wird. Es besteht dann die Gefahr, daß die Motorwicklung sich über die zulässige Temperatur erwärmt, da das Bimetall nach Auslösung verhältnismäßig schnell wieder in die Kontaktschließstellung zurückkehrt. Einer der Gründe hierfür ist, daß das Motorgehäuse noch keine Wärme aufgenommen hat und deshalb keine verzögernde Wirkung auf die Rückfallgeschwindigkeit des Bimetalls ausüben kann. Soll auch hierfür eine Beschädigung der Motorwicklung verhindert werden, so muß der überlastschutzschalter auf eine verhältnismäßig niedrige Ansprechtemperatur eingestellt werden. Das bedeutet aber, daß für den Anlauf des Motors nur eine sehr kurze Zeit zur Verfügung steht. Bei dieser Einstellung wird der Motor schon bei leichten Blockierungen, die bei längerer Anlaufzeit eventuell noch überwunden werden könnten, außer Betrieb gesetzt.
  • Durch die französische Patentschrift 1252 490 ist für Elektromotore eine Schutzeinrichtung bekanntgeworden, bei der in einem Metallgehäuse ein Bimetall angeordnet ist, das auf einen Kontakt einwirkt. Hierbei ist das Metallgehäuse von einer Isolierschicht umgeben, auf der eine Heizwicklung vorgesehen ist. Diese Schutzeinrichtung kann bei einer Blockierung des zu schützenden Motors jedoch nicht schnell genug ansprechen, weil ihr Bimetall nicht schnell genug von der in der Motorwicklung oder in der Heizwicklung erzeugten Wärme erreicht wird. Für .den Fall, in dem diese Anordnung trotzdem zum Schutz von Elektromotoren verwendet wird, muß die Schutzeinrichtung auf eine sehr niedrige Ansprechtemperatur eingestellt werden, so daß die oben geschilderten Nachteile gerade auch hier eintreten.
  • Durch die belgische Patentschrift 522 232 ist ein Miniaturthermostat bekanntgeworden, der direkt in Motorwicklungen untergebracht werden kann. In diesem Thermostat ist keine Heizung vorgesehen, so daß er nur auf eine von außen bewirkte Erwärmung ansprechen kann. Da diese Erwärmung durch die Motorwicklung vorgenommen werden soll und eine ausreichend schnelle Erwärmung des Thermostaten nur bei einem erheblichen Temperaturgefälle zwischen der Motorwicklung und dem Thermostaten möglich ist, besitzt der letztere ebenfalls die obengenannten Nachteile.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Schutz von elektrischen Verbrauchern einen thermischen Schnappschalter zu schaffen, der einerseits im Kurzschlußfall sehr schnell anspricht, anderseits jedoch bei geringen überlastungen des Verbrauchers erst dann auslöst, wenn der Verbraucher durch unzulässige Erwärmung tatsächlich gefährdet ist und der außerdem die nach einem Auslösen erfolgenden Wiedereinschaltversuehe so steuert, daß diese zu keiner unzulässigen Erwärmung des Verbrauchers führen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schnappschalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst; daß ein auch die Heizung einschließender Metallkäfig aus einem U-förmigen, eine zur Beheizung eines Bimetallstreifens dienende Heizwicklung tragenden Grundelement und einer an den Schenkeln des Grundelementes angebrachten, den Bimetallstreifen haltenden Metallplatte besteht und daß die Heizwicklung etwa in einer Ebene parallel zum Bimetallstreifen angeordnet ist.
  • Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung dieser Anordnung ist vorgesehen, daß der Metallkäfig Befestigungsmittel für seine Wärmekapazität verändernde Zusatzmetallmassen aufweist.
  • An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert: Der in einem von einer Trägerplatte 1 und einer Abdeckhaube 2 gebildeten Isolierstoffgehäuse untergebrachte Schalter besteht aus einem Bimetallstreifen 3, der so mit in Längsrichtung verlaufenden Einknickungen versehen ist, daß er eine gewölbte Form und dadurch eine hohe mechanische Spannung aufweist. Infolge seiner Vorspannung ist er in der Lage, zwei stabile Schaltstellungen einzunehmen. Der Bimetallstreifen 3 ist an dem einen Ende an einer Metallplatte 4 angebracht und steht an der Befestigungsstelle mit der Metallplatte 4 in gut wärmeleitender Verbindung.
  • Die Metallplatte 4 wird von den Schenkeln 5 eines U-förmig ausgebildeten Grundelementes 6 getragen und bildet zusammen mit dem Grundelement 6 einen Metallkäfig. Die Schenkel 5 des Grundelements 6 liegen in der Zeichnung hintereinander, so daß nur der vordere zu sehen. ist. Das Stegteil 7 des Grundelements 6 liegt auf der Trägerplatte 1 auf. Eine die Metallplatte 4 mit dem Grundelement 6 verbindende Schraube 8 dient zur Halterung der Metallplatte 4 und des Grundelementes 6 an der Trägerplatte 1 und zur Justierung der Ansprechwerte. Der vom Grundelement 6 zusammen mit der Metallplatte 4 gebildete Käfig umschließt den Bimetallstreifen 3 von vier Seiten. Zur Erwärmung des Bimetallstreifens 3 ist eine Heizwicklung 9 vorgesehen, die einerseits an dem Stegteil 7 angeschweißt ist und andererseits mit einer Anschlußklemme 10 in Verbindung steht. Die Heizwicklung 9 ist sonst gegenüber dem Stegteil 7 des Grundelementes 6 isoliert. Sie erstreckt sich etwa über die ganze Breite des Stegteiles 7 und liegt somit in einer etwa parallel zum Bimetallstreifen 3 verlaufenden Ebene. An seinem freien Ende ist der Bimetallstreifen mit einem Kontaktstück 11 versehen, das mit einem ortsfesten, gleichzeitig mit einer Anschlußklemme 12 in Verbindung stehenden Kontaktstück 13 zusammenwirkt. In der Metallplatte 4 ist in Höhe des Kontaktstückes 11 des Bimetallstreifens 3 noch eine Justierschraube 14 vorgesehen, die so eingestellt ist, daß der Bimetallstreifen 3, wenn er bei Erwärmung in die andere Schaltstellung umschnappen will, aufgehalten wird. Die Justierschraube 14 blockert den Bimetallstreifen 3 in erwärmtem Zustand. Bei seiner Abkühlung springt er wieder in die dargestellte Schaltstellung zurück. Die Stellung der Justierschraube 14 ist ein Maß für die Temperatur, bei der der Rückfall des Bimetallstreifens 3 erfolgt.
  • Die Heizwicklung 9 des dargestellten Schalters liegt im Stromkreis eines Verbrauchers, beispielsweise im Stromkreis eines Kühlschrankmotors, und beheizt den Bimetallstreifen 3 unmittelbar durch Strahlungswärme. Zusammen mit dem Bimetallstreifen 3 wird aber auch das metallische Grundelement 6 und die Metallplatte 4 erwärmt. Diese Teile tragen jedoch wegen ihrer großen Wärmekapazität zunächst für die Aufheizung des Bimetallstreifens nichts bei. Der Bimetallstreifen 3 wird bei Beginn der Heizung lediglich von der Strahlungswärme beeinflußt. Wenn der Bimetallstreifen 3 eine bestimmte Temperatur erreicht hat, schnappt er um und legt sich mit seiner Rückseite gegen die Justierschraube 14. Inzwischen haben dann auch das Grundelement 6 und die Metallplatte 4 genügend Wärme aufgenommen, so daß sie, wenn nach dem Umschnappen des Bimetallstreifens 3 die Kontaktstelle 11,13 geöffnet und damit die Heizwicklung 9 abgeschaltet ist, den Bimetallstreifen 3 noch weiter erwärmen. Das Grundelement 6 und die Metallplatte 4 halten wegen ihrer großen Wärmekapazität lange ihre Wärme und verhindern, da sie einerseits über die Befestigungsstelle mit dem Bimetallstreifen 3 in gut wärmeleitender Verbindung stehen und andererseits den Bimetallstreifen 3 von allen Seiten umgeben, ein schnelles Rückkippen in die Kontaktschließstellung. Durch Vergrößerung der Masse des den Bimetallstreifen 3 umgebenden Käfigs, beispielsweise durch Aufsetzen von weiteren Metallteilen, die mit an der Metallplatte 4 angebrachten, nicht dargestellten Befestigungsmitteln gehalten werden können, kann die Wärmekapazität des Käfigs noch gesteigert werden, so daß hierdurch eine Möglichkeit zur Veränderung der Rückfallzeit gegeben ist. Mit dem erfindungsgemäßen überlastschutzschalter kann somit ein im Taktbetrieb laufender Motor, beispielsweise ein Kühlschrankmotor, auch im kalten Zustand besser als mit den bekannten Anordnungen geschützt werden. Die Ansprechtemperatur des Bimetallstreifens läßt sich verhältnismäßig hoch legen, so daß dem Motor trotz wirksamen Schutzes auch eine verhältnismäßig große Anlaufzeit zur Verfügung steht.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Thermischer Schnappschalter zum Schutz eines Verbrauchers mit einer bimetallgesteuerten Kontaktanordnung und einem überwiegend indirekt beheizten Bimetallstreifen, der in einem nahezu allseitig geschlossenen Metallkäfig angeordnet ist und mit dem Metallkäfig in gut wärmeleitender Verbindung steht, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß der auch die Heizung einschließende Metallkäfig (4, 6) aus einem U-förmigen, die zur Beheizung des Bimetallstreifens (3) dienende Heizwicklung (9) tragenden Grundelement (6) und einer an den Schenkeln (5) des Grundelementes (6) angebrachten, den Bimetallstreifen (3) haltenden Metallplatte (4) besteht und daß die Heizwicklung (9) etwa in einer Ebene parallel zum Bimetallstreifen (3) angeordnet ist.
  2. 2. Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkäfig (4, 6) Befestigungsmittel für seine Wärmekapazität verändernde Zusatzmetallmassen aufweist.
DE1964L0048639 1964-08-27 1964-08-27 Thermischer Schnappschalter Pending DE1292731B (de)

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CH215225A (fr) * 1939-07-13 1941-06-15 Westinghouse Electric Corp Dispositif de protection d'une machine électrique.
FR1252490A (fr) * 1959-03-31 1961-01-27 Texas Instruments Inc Dispositif de protection pour moteur électrique

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