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Die Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Auslöser für Schaltgeräte
mit einem Bimetallstreifen, der unmittelbar an einem vom Strom durchflossenen Heizleiter
befestigt ist und bei seiner Ausbiegung infolge Erwärmung den Schaltmechanismus
beeinflüßt.
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Bei Schaltgeräten sind vielfach thermische Auslöser vorhanden, die
im wesentlichen aus einem Bimetallstreifen bestehen, der sich bei Erwärmung ausbiegt
und bei einem bestimmten Ausbiegeweg den Schaltmechanismus beeinflußt. Die Erwärmung
des Bimetallstreifens erfolgt direkt oder indirekt. Bei der direkten Erwärmung wird
der Bimetallstreifen vom Strom des Schaltgerätes durchflossen und ist so abgestimmt,
daß er sich bei einem überstrom infolge starker Erwärmung ausbiegt und den Schaltmechanismus
betätigt:- Bei der indirekten Erwärmung ist der Bimetallstreifen mit einem Heizleiter
umgeben. Dieser Heizleiter erwärmt sich bei einem überstrom, gibt die Wärme an den
Bimetallstreifen weiter, und dieser biegt sich entsprechend aus. Schwierigkeiten
bei: den thermischen Auslösern ergeben sich dann, wenn die Stromdichte im Bimetallstreifen
und im Heizleiter zu groß ist. Vergrößerung der Querschnitte bedeutet bei direkt
erwärmten Bimetallstreifen größeren Bauraum, und bei indirekt erwärmten Bimetallstreifen
wird die Ausbiegung beeinträchtigt. Im allgemeinen ist in den Schaltgeräten nur
sehr wenig Raum für den Auslöser vorhanden, so daß man auf jeden Fall versucht;
den Auslöser so klein wie möglich zu bauen.
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Es ist ein überstromwärmeauslöser für elektrische Schaltgeräte bekannt,
bei dem das feste Ende eines Bimetallstreifens mit einem vom Betriebsstrom durchflossenen
Widerständsheizstreifen unmittelbar gut wärmeleitend verbunden ist und bei dem der
Widerstandsstreifen mit einer Kröpfung oder einer U-förmigen Ausbauchung quer zur
Stromrichtung versehen ist, an bzw. in der der Bimetallstreifen mit seinem festen
Ende befestigt ist. Dieser Wärmeauslöser nimmt verhältnismäßig viel Platz ein; eine
Anpassung an verschiedene Stromwerte ist hiermit nicht möglich (deutsche Patentschrift
661227).
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Es ist ferner ein überströmschalter mit Wärme-und Kurzschlußäuslösung
bekannt, bei dem ein gefalteter Blechstreifen als Kurzschlußauslösewicklung indirekt
eine Reihe Bimetallstreifen beheizt, die in die Faltung der Kurzschlußauslösewicklung
von beiden Seiten eingelegt: sind und mit ihren freien Enden an einem nicht besonders
gelagerten; den Kurzschlußanker tragenden Auslöserhebel angreifen. Auch dieser überstromschalter
nimmt verhältnismäßig viel Raum ein (deutsche Patentschrift 535 664).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen thermischen Auslöser
zu bauen, der im Vergleich zu bekannten Bauarten möglichst klein- ist und der; ohne
Schaden zu nehmen, auch mit hohen Strömen belastet werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem thermischen Auslöser
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Bimetallstreifen mit seinem einen
Ende auf der Außenseite des Steges einer U-förmigen Ausbiegung des Heizleiters befestigt
und mit seinem freien Ende gegebenenfalls über eine flexible Leitung mit dem Heizleiter
verbunden ist und daß der Bimetallstreifen im wesentlichen parallel zum Heizleiter
verläuft.
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Durch den parallelen Verlauf zwischen Heizleiter und Bimetallstreifen
ergibt sich der Vorteil, daß für den gesamten Auslöser eine verhältnismäßig geringe
Bauhöhe gewählt werden kann. Durch -die Verbindung -des Bimetallstreifenendes mit
dem Heizleiter mittels einer flexiblen Leitung kann infolge der direkten Strombeheizung
die Zeitkonstante des Auslösegliedes herabgesetzt werden; außerdem läßt sieh der
Auslöser verschiedenen Stromwerten in einfacher Weise anpassen. Durch diese gegebenenfalls
vorzusehende flexible Verbindung erfolgt eine Stromverzweigung, wodurch sich die
Trägheit der Anordnung vermindert. Durch die damit bewirkte teilweise direkte Beheizung
des Bimetallstreifens verkleinert sich die Ansprechzeit, namentlich bei einem Viel-
-fachen des Nennstromes. Da diese Verbindung flexibel ist, wird die freie Ausbiegung
des Bimetallstreifens nur wenig gehemmt.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand einer Zeichnung, in der ein
Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 das Ausführungsbeispiel
in der Seitenansicht; F i g. 2 eine Draufsicht und F i g. 3 eine- Konstruktionseinzelheit.
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In der Zeichnung ist mit J ein Anschlußstück bezeichnet, welches eine
Anschlußklemme 2 trägt. Mit einem an das Anschlußstück 1 angepunkteten Winkel 3
. ist ein Heizleiter 4 verbunden, der eine U-förmige Ausbiegung 5 besitzt: Auf dem
Querschenkel der U-förmigen Ausbiegung 5 ist ein Bimetallstreifen 6 angebracht;
der sich bei Erwärmung in Richtung des Pfeiles 8 ausbiegt. Die Verbindung des Bimetallstreifens
6 mit dem Heizleiter 4 kann beispielsweise durch Punktschweißen vorgenommen sein
Von dem Heizleiter 4 geht ein Anschlußleiter 9 weiter zu den Schaltkontakten des
nicht dargestellten Schaltgerätes. Die an dem Anschlußstück 1 vorgesehene Stellschraube
1® dient zur Justierung der Anordnung in bestimmten Grenzen. Beim Stromüuß von der
Anschlußklemme 2 durch das Anschlußstück 1; den Winkel 3den Heizleiter 4
und den Anschlußleiter 9 wird der Heizleiter 4 aufgeheizt, und dieser gibt seine
Wärme an den Bimetallstreifen 6 ab, der sich in- Richtung des Pfeiles 8 ausbiegt
und auf den Mechanismus des Schaltgerätes einwirkt, so daß bei unzulässig hohem
Überstrom eine Abschaltung erfolgt. Der Bimetallstreifen 6 wird dabei weder von
einer an seiner Spitze angebrachten Anschlußleitung noch von einer um ihn herumgelegten
Heizleitung in seiner Bewegung gehindert. An der Befestigungsstelle des Bimetallstreifens
6 oder in unmittelbarer Nähe derselben besitzt der Heizleiter 4 eine Quersclmittsverengung
7 (F i g. 3), damit der Wärmeübergang von dem Heizleiter 4 zum Bimetallstreifen
6 an der Stelle mit der höchsten Temperatur erfolgt. Dadurch wird der Wirkungsgrad
des Auslösers, nämlich das Verhältnis. von Ausbiegung zu Heizleistung, verbessert.
Damit die Wärme von dem Heizleiter 4 nicht so schnell auf andere Teile des Schaltgerätes
abfließt, ist in dem Winkel 3 eine Ausnehmung 13 (F i g. 2) vorhanden, die außerdem
eine Sollbiegestelle für die Justierung darstellt. Zur Verminderung der Wärmeableitung
sind auch in dem Anschlußleiter 9 Querschnittsverengungen 14 vorgesehen. Um die
Ausbiegung des Bimetallstreifens 6 zu beschleunigen, kann von dem Bimetallstreifen
6 zum Heizleiter 4 noch eine gestrichelt angedeutete flexible Leitung
11 vorgesehen sein, die jedoch verhältnismäßig dünn ist und somit sich auf
die Bewegung des
Bimetallstreifens 6 nicht hemmend auswirkt. Durch
diese Leitung 11 tritt eine Stromverzweigung ein, und der Bimetallstreifen 6 wird
einerseits durch Leitung von der Schweißstelle her und andererseits durch den Stromfluß
beheizt. Die Ausbiegung erfolgt dann schneller, d. h., die Zeitkonstante des Auslösers
ist geringer. Soll die Zeitkonstante dagegen vergrößert werden, so ist statt der
Leitung 11 an der Verbindungsstelle von Bimetallstreifen 6 und Heizleiter 4 noch
ein Wärmespeicher, z. B. Metallteil 12, vorgesehen, der durch den Heizleiter 4 ebenfalls
erwärmt wird und somit die Heizung des Bimetallstreifens zeitlich verzögert. Dadurch
wird die Zeitkonstante des thermischen Auslösers vergrößert.
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Im Gegensatz zu den Ausführungen bekannter Bauart läßt sich der thermische
Auslöser gemäß der Erfindung verhältnismäßig klein bauen und trotzdem mit großen
Strömen belasten. Ein solcher Auslöser ist für die moderne Technik sehr wichtig,
da in den Schaltgeräten meist nur einbeschränkter Raum für diesen zur Verfügung
steht. Außerdem ist es möglich, ein bereits vorhandenes Schaltgerät mit Hilfe dieses
Auslösers für eine höhere Nennstromstärke auszubilden.