DE19646003C1

DE19646003C1 - Overload safety device with bimetallic strip

Info

Publication number: DE19646003C1
Application number: DE1996146003
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl Ing Zerbian
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1997-11-20
Anticipated expiration: 2016-11-08

Abstract

An overload protection and/or indication device has a thermal trigger, for tripping an actuation system acting on switch contacts, and a bimetallic strip (4) which is separated from a surrounding heater winding (6) by an electrical insulating element (7). The novelty is that the electrical insulating element (7) consists of a material, preferably beryllium oxide or silicon carbide, with a thermal conductivity increasing with decreasing temperature.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastschutz- und/oder Über lastmeldeeinrichtung mit einem thermischen Auslöser, über den ein auf Schaltkontakte einwirkendes Auslösesystem anregbar ist und der ein Bimetallelement aufweist, das von einer Heizwicklung unter Zwischenlage eines elektrischen Isolier elements umgeben ist.The invention relates to an overload protection and / or over load signaling device with a thermal release, via the a trigger system acting on switching contacts can be excited and which has a bimetallic element which is of a Heating winding with the interposition of electrical insulation elements is surrounded.

Derartige Überlastschutz- und/oder Überlastmeldeeinrichtungen sind durch auf dem Markt befindliche Geräte bekannt. Nachtei lig bei den dabei als Isolierelemente verwendeten Materiali en, z. B. Glasseide oder Glimmer, ist dabei ein über den ge samten Betriebstemperaturbereich (von stationären bis zu nichtstationären Lastzuständen) konstanter Wärmeleitwert.Such overload protection and / or overload detection devices are known from devices on the market. Night egg lig with the materials used as insulating elements s, e.g. B. glass fiber or mica, is a ge entire operating temperature range (from stationary to non-stationary load conditions) constant thermal conductivity.

Die DE 27 48 548 A1 beschreibt ein Bimetallelement, dessen Hei zung aus einer Umhüllung aus elastisch nachgiebigen Material mit elektrischen Einschlüssen besteht. Die Umhüllung besteht dabei aus einem Wärmeisolierelement mit kaltleitertypischen Eigenschaften.DE 27 48 548 A1 describes a bimetallic element, the Hei tongue made of an elastic, flexible material with electrical inclusions. The wrapping is there Thereby from a thermal insulation element with typical cold conductor Characteristics.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der oben ge nannten Art auszubilden, die gegenüber herkömmlichen Einrich tungen mit weniger Heizleistung im stationären Betrieb die gleiche Ausbiegung des Bimetallstreifens erzeugt und bei der sich im nichtstationären Betrieb, z. B. Überlastbetrieb, eine längere Auslösezeit des thermischen Auslösers einstellt.The object of the invention is to provide a device of the above ge mentioned type, which compared to conventional Einrich with less heating power in stationary operation same bend of the bimetallic strip generated and at the in non-stationary operation, e.g. B. overload operation, a sets a longer tripping time for the thermal release.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das elektrische Isolierelement aus einem Material besteht, dessen Wärmeleitfähigkeit mit sinkender Temperatur zunimmt. Dadurch wird erreicht, daß im stationären Betrieb gegenüber herkömmlichen Einrichtungen, mit weniger Heizleistung die gleiche Ausbiegung des thermi schen Auslösers erzeugt wird. Im Überlastbereich wird eine längere Auslösezeit erreicht. Im Kurzschlußfall sinkt die Wärmeleitfähigkeit weiter und schützt somit den thermischen Auslöser. Die Auslegung der Heizwicklung kann somit optimiert werden.According to the invention the object is achieved in that the electrical insulating element made of one material exists, whose thermal conductivity increases with falling temperature. This ensures that in stationary operation compared to conventional facilities, the same deflection of the thermi with less heating power The trigger is generated. In the overload range, one longer tripping time reached. In the event of a short circuit, the sinks Thermal conductivity further and thus protects the thermal Trigger. The design of the heating winding can thus be optimized will.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is described below with reference to a Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein thermisches Überlastrelais, Fig. 1 shows a thermal overload relay,

Fig. 2 die Seitenansicht eines Bimetallstreifens, Fig. 2 is a side view of a bimetallic strip,

Fig. 3 die Frontansicht eines Bimetallstreifens, Fig. 3 is a front view of a bimetallic strip,

Fig. 4 die Wärmeleitfähigkeit aufgetragen gegen die Temperatur eines Isolierstoffes. Fig. 4 shows the thermal conductivity against the temperature of an insulating material.

Das Ausführungsbeispiel zeigt ein thermisches Überlastrelais (Fig. 1) mit einem Bimetallauslöser 1 im unteren Teil und ein Auslösesystem 2 im oberen Teil eines Gehäuses 3.The exemplary embodiment shows a thermal overload relay ( FIG. 1) with a bimetal release 1 in the lower part and a release system 2 in the upper part of a housing 3 .

Jeder Phase ist ein Bimetallauslöser 1 zugeordnet, der sich im wesentlichen aus einem Bimetallstreifen 4 und einem Bime tallträger 5 zusammensetzt. Der Bimetallstreifen 4 steht ge mäß Fig. 2 und Fig. 3 im Bereich der ihn umgebenden Heizwick lung 6 mit einem als Isolierstoffhülse 7 ausgeführten Isolie relement mit Kaltleitereigenschaften, z. B. bestehend aus dem Material Berylliumoxid (BeO), in wärmeleitendem Kontakt. Die Isolierstoffhülse 7 trennt somit Bimetallstreifen 4 und Heizwicklung 6.Each phase is assigned a bimetallic trigger 1 , which is composed essentially of a bimetallic strip 4 and a bimetal carrier 5 . The bimetallic strip 4 is accelerator as Fig. 2 and Fig. 3 in the region of the surrounding lung Heizwick 6 with an insulating sleeve constructed as a 7 Isolie Rdevice with PTC properties, eg. B. consisting of the material beryllium oxide (BeO), in heat-conducting contact. The insulating sleeve 7 thus separates the bimetallic strip 4 and the heating winding 6 .

Ein als Isolierstoffhülse ausgeführtes Isolierelement mit Kaltleitereigenschaften ist gemäß Fig. 4 für alle Betriebszu stände geeignet, da bei stationären Betriebsbedingungen 8, d. h. bei relativ niedrigen Betriebstemperaturen eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Isolierstoffes existiert und somit ge genüber herkömmlichen Einrichtungen, mit weniger Heizleistung die gleiche Ausbiegung des Bimetallstreifens 4 erreicht wer den kann. Damit lassen sich die Heizwicklungen 6 völlig neu dimensionieren.A designed as insulating sleeve insulating element with PTC characteristics is shown in FIG. 4 for all Betriebszu stands suitable since at steady state operating conditions 8, that is, at relatively low operating temperatures, a high thermal conductivity of the insulating material exists and therefore ge genüber conventional devices, with less heating power the same deflection of the bimetallic strip 4 reached who can. The heating windings 6 can thus be completely redimensioned.

Im nichtstationären Bereich 9, z. B. Überlast, nimmt die Wär meleitfähigkeit deutlich ab, und es stellt sich somit eine gewünschte längere Auslösezeit ein, da die zu schützenden elektrischen Betriebsmittel für kurzzeitige Laststöße ausge legt sind. In einem weiteren nichtstationären Betriebszustand 10 (Kurzschlußfall) nimmt die Wärmeleitfähigkeit weiter ab und trägt somit zum Schutz des Bimetallstreifens 4 bei.In the non-stationary area 9 , e.g. B. Overload, the thermal conductivity decreases significantly, and thus a desired longer tripping time arises, since the electrical equipment to be protected is designed for short-term load surges. In a further non-stationary operating state 10 (short circuit), the thermal conductivity continues to decrease and thus contributes to the protection of the bimetallic strip 4 .

Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Kaltleitermaterial auch zwischen Heizleiterpaketen zur Isolierung dienen.In other embodiments, the PTC thermistor material also serve as insulation between heating conductor packages.

Claims

1. Overload protection and / or overload signaling device with egg nem thermal release ( 1 ), via which a trigger system acting on switching contacts ( 2 ) can be excited, and which has a bimetallic element ( 4 ), the heating winding ( 6 ) with an intermediate layer an electrical Isolierele element ( 7 ) is characterized, characterized in that the electrical insulating element ( 7 ) consists of a material whose thermal conductivity increases with decreasing temperature.

2. Overload protection and / or overload detection device according to claim 1, characterized in that beryllium oxide (BeO) is used as the material for the insulating element ( 7 ).

3. Overload protection and / or overload detection device according to claim 1, characterized in that silicon carbide (SiC) is used as the material for the insulating element ( 7 ).