DE202007010275U1 - Heating element for heating a usable for triggering a circuit breaker bimetallic part - Google Patents
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Abstract
Heizelement (1) zum Heizen eines zum Auslösen eines Schutzschalters, insbesondere Leitungsschutzschalters oder Leistungsschalters, verwendbaren Bimetallteils (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (1) wenigstens einen einstückig an das Heizelement (1) angeformten Haltebereich (2) mit wenigstens einer Haltelasche (2', 2'') aufweist, welche derart verformbar ist, dass ein Stromleiter (8) im Haltebereich (2) festgehalten werden kann.heating element (1) for heating one for triggering a circuit breaker, in particular circuit breaker or Circuit breaker, usable bimetal part (7), characterized in that the heating element (1) has at least one integral part with the heating element (1). molded holding area (2) with at least one retaining tab (2 ', 2 '') which is deformable such that a current conductor (8) can be held in the holding area (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Heizelement zum Heizen eines zum Auslösen eines Schutzschalters, insbesondere Leitungsschutzschalters oder Leistungsschalter, verwendbaren Bimetallteils.The The invention relates to a heating element for heating a for triggering a Circuit breaker, in particular circuit breaker or circuit breaker, suitable bimetal part.
Beispielsweise in der Gebäudeinstallationstechnik werden Schutzschalter verwendet, um stromführende Leitungen beim Auftreten von zu hohen Strömen stromfrei zu schalten. Schutzschalter sind beispielsweise Leitungsschutzschalter oder Leistungsschalter.For example in building installation technology Circuit breakers are used to detect live lines when they occur from high currents to be de-energized. Circuit breakers are, for example, circuit breakers or circuit breaker.
Zum thermischen Auslösen eines Schutzschalters wird ein Bimetallteil verwendet, welches vom Netzstrom durchflossen wird. Die durch den Netzstrom im Bimetallteil umgesetzte ohmsche Leistung verursacht eine Erwärmung des Bimetallteils. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Metallkomponenten bewirkt diese Erwärmung eine Verbiegung des Bimetalls. Das Bimetallteil ist derart bezüglich der Verklinkung eines Schaltschlosses angeordnet, dass es infolge seiner mit wachsender Temperatur zunehmenden Verformung bei einer vorgegebenen Auslösetemperatur die Verklinkung löst. Die Auslösetemperatur korrespondiert dabei mit dem vom Gerätehersteller angegebenen Nennstrom, der ein Maß für die Auslöseempfindlichkeit des Schutzschaltgerätes darstellt.To the thermal tripping a circuit breaker, a bimetallic part is used, which from Mains current is flowing through. The through the mains current in the bimetal part converted ohmic power causes heating of the bimetallic part. by virtue of the different thermal expansion coefficients of the two metal components causes this heating a bending of the bimetal. The bimetal part is so in relation the latching of a switch latch arranged that it is due its increasing with increasing temperature deformation at a predetermined triggering temperature the latch releases. The triggering temperature Corresponds to the rated current specified by the device manufacturer, which is a measure of the tripping sensitivity of the protective switching device represents.
Bei kleinen Nennströmen ist es bei begrenztem Einbauraum praktisch nicht möglich, das Bimetallteil nur durch den Stromfluss direkt zu beheizen, da der für die erforderliche Aufheizung nötige Widerstand nicht oder nur schwer realisierbar ist. Es ist deshalb üblich, bei einem thermischen Auslöser mit einem kleinen Nennstrom das Bimetallteil mittels eines mit dem Bimetallteil thermisch leitend verbundenes Heizelement, beispielsweise mittels einer extern aufgebrachten Heizwicklung, indirekt zu beheizen. Das Bimetallteil muss dazu durch eine Isolierung von dem Heizelement getrennt sein. Ein solches indirekt beheiztes Bimetallteil ist aufwendig aufgebaut und entsprechend kostenintensiv.at small rated currents it is practically impossible with limited installation space, the Bimetallteil only by the current flow to heat directly, as the for the necessary heating necessary Resistance is difficult or impossible to achieve. It is therefore common at a thermal trigger with a small rated current, the bimetal part by means of a with the Bimetal part thermally conductively connected heating element, for example by means of an externally applied heating coil to heat indirectly. The Bimetal part must do so by insulation from the heating element be separated. Such an indirectly heated bimetal is expensive built and correspondingly costly.
Zum elektrischen Anschluss des Heizelements wird das Heizelement üblicherweise mittels Schweißen mit einem Stromleiter, beispielsweise einer Kupferlitze, verbunden. Heizelemente bestehen aus Materialien, die einen hohen Anteil an Aluminium, Chrom oder auch Mangan haben und lassen sich daher schlecht schweißen. Die beim Schweißen erreichbare Festigkeit der Verbindung zwischen Heizelement und Stromleiter schwankt stark, da sich beispielsweise Aluminium an der Oberfläche des Heizelements ansammeln kann und den Schweißprozess nachteilig beeinflusst.To the electrical connection of the heating element, the heating element is usually by welding with a conductor, such as a copper wire, connected. Heating elements are made of materials that are high in content Aluminum, chrome or manganese have and therefore can be bad welding. The welding achievable strength of the connection between heating element and conductor varies greatly, for example, aluminum on the surface of the Heating element can accumulate and adversely affects the welding process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes Heizelement anzugeben, das mit einem Stromleiter derart verbunden werden kann, dass die Festigkeit der Verbindung geringere Schwankungen als bei einer Schweißverbindung aufweist. Insbesondere soll das Heizelement kostengünstig herstellbar sein.Of the Invention is based on the object, an advantageous heating element indicate that can be connected to a conductor in such a way that the strength of the connection is lower than in the case of a welded joint having. In particular, the heating element should be inexpensive to produce be.
Diese Aufgabe wird mit dem Heizelement gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved with the heating element according to claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.advantageous Embodiments and developments of the invention are the subject the dependent Claims.
Das erfindungsgemäße Heizelement zum Heizen eines zum Auslösen eines Schutzschalters, insbesondere Leitungsschutzschalters oder Leistungsschalter, verwendbaren Bimetallteils, weist wenigstens einen einstückig an das Heizelement angeformten Haltebereich mit wenigstens einer Haltelasche auf, welche derart verformbar ist, dass ein Stromleiter im Haltebereich festgehalten werden kann.The heating element according to the invention for heating one to trigger a circuit breaker, in particular circuit breaker or Circuit breaker, usable bimetal part, has at least one piece formed on the heating element holding region with at least one Retaining tab, which is deformable such that a conductor can be held in the holding area.
Haltebereich und Haltelasche bilden einen Crimpanschluss, in dem ein Stromleiter umgreifend festgehalten werden kann. Der Stromleiter kann im Haltebereich durch Verformung der wenigstens einen Haltelasche vercrimpt werden. Durch das Vercrimpen entsteht eine feste elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Heizelement und dem Bimetallteil. Die Festigkeit der Verbindung ist durch den beispielsweise durch die Form des Crimpwerkzeugs vorgebbaren Anpressdruck nur geringfügigen Schwankungen unterworfen. Weiterhin kann durch die einstückige Anformung des Crimpanschlusses an das Heizelement eine kostengünstigere Verbindung hergestellt werden, als dies beispielsweise durch Verwenden einer separaten über den Stromleiter und das Heizelement zum Vercrimpen gestülpten Öse möglich wäre.holding area and retaining tab form a crimp terminal, in which a conductor can be held comprehensively. The conductor can be in the holding area be crimped by deformation of at least one retaining tab. By crimping creates a solid electrically conductive connection between the heating element and the bimetal part. The strength of the Connection is predetermined by the example, by the shape of the crimping tool Contact pressure only minor fluctuations subjected. Furthermore, by the one-piece molding of the crimp to the heating element a cheaper Connection can be made than this, for example, by using a separate over the conductor and the heating element for crimping eyelet would be possible.
Vorteilhafter Weise ist das Heizelement als Blech-Stanz-Biegeteil ausgebildet. Besonders einfach und kostengünstig kann das Heizelement hergestellt werden, indem eine Grundform aus einem Blech ausgestanzt und nachfolgend in eine Zwischenform gebogen wird. Das ausgestanzte Heizelement kann beispielsweise derart gebogen werden, dass vorzugsweise zwei Haltelaschen und der Haltebereich eine ösenartige Öffnung bilden, in die der Stromleiter einführbar und durch Verformung der Haltelaschen befestigbar ist.Favorable Way, the heating element is designed as a sheet metal stamped and bent part. Especially easy and cost-effective The heating element can be made by using a basic shape punched out of a sheet metal and then bent into an intermediate shape becomes. The stamped-out heating element can for example be bent in this way be that preferably two retaining tabs and the holding area form a loop-like opening, into which the current conductor can be inserted and can be fastened by deformation of the retaining tabs.
Vorteilhafterweise weist das Heizelement außerhalb des Haltebereichs weitere Haltelaschen auf, mittels derer das Heizelement am Bimetallteil befestigbar ist. Das Bimetallteil und das Heizelement können durch entsprechendes Verformen der weiteren Haltelaschen mit thermisch leitend miteinander verbunden werden.Advantageously, the heating element outside of the holding region further retaining tabs, by means of which the heating element is attachable to the bimetal. The bimetallic member and the heating element can be deformed by appropriately deforming the other Retaining tabs are thermally conductively connected to each other.
Durch das Verbinden von Heizelement und Bimetallteil sowie das Vercrimpen mit dem Stromleiter geht das Heizelement von der Zwischenform in die Endform über.By the connection of heating element and bimetal part as well as the crimping with the conductor, the heating element goes from the intermediate form in the Final shape over.
Mit Vorteil wird das Heizelement in einem Schutzschalter verwendet.With Advantage, the heating element is used in a circuit breaker.
Unter Schutzschaltern sind beispielsweise Leitungsschutzschalter, Leistungsschalter, Fernmeldeschutzschalter oder Geräteschutzschalter zu verstehen. Selbstverständlich kann das Heizelement auch in einem FI/LS Schalter, d.h. einer Kombination aus Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter verwendet werden.Under Circuit breakers are, for example, circuit breakers, circuit breakers, Telecommunications circuit breaker or circuit breaker to understand. Of course For example, the heating element can also be used in a FI / LS switch, i. a combination of Residual current and circuit breakers are used.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Schutzschalters mit dem erfindungsgemäßen Heizelement sieht vor, dass das Heizelement entlang des Bimetallteils angeordnet ist und ausschließlich an einem ersten Ende des Heizelements elektrisch leitend mit einem ersten Ende des Bimetallteils verbunden ist, und dass zwischen Bimetallteil und Heizelement ein elektrisch isolierendes Material derart angeordnet ist, dass ein Stromfluss zwischen Bimetallteil und Heizelement ausschließlich über die beiden ersten Enden ermöglicht wird.A preferred embodiment a circuit breaker with the heating element according to the invention provides in that the heating element is arranged along the bimetal part and exclusively at a first end of the heating element electrically conductive with a first end of the bimetallic part is connected, and that between bimetallic part and heating element an electrically insulating material is arranged such that a current flow between the bimetallic element and heating element exclusively via the allows both first ends becomes.
Durch das elektrisch isolierende Material wird sichergestellt, dass der Strom das Heizelement vollständig durchfließt, so dass das Heizelement im Ganzen erwärmt wird. Zusätzlich ermöglicht die leitende Verbindung zwischen Heizelement und Bimetallteil, dass das Bimetallteil zumindest teilweise vom Strom durchflossen und somit zusätzlich auch durch diesen Stromfluss erwärmt wird. Der Stromfluss kann dabei sowohl vom Bimetallteil in das Heizelement als auch in umgekehrter Richtung erfolgen.By the electrically insulating material ensures that the Power the heating element completely flows through so that the heating element is heated as a whole. In addition, the conductive connection between heating element and bimetal part that the bimetal part at least partially flows through the current and thus additionally also heated by this current flow becomes. The current flow can both from the bimetal in the heating element as well as in the opposite direction.
Um insbesondere bei geringen Nennströmen eine möglichst schnelle und gleichmäßige Erwärmung des Bimetallteils zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn stromführende Teile des Schutzschalters derart miteinander verbunden sind, dass ein durch den Schutzschalter geführter Strom zunächst von dem zweiten Ende des Bimetallteils bis zum ersten Ende des Bimetallteils geführt wird, über die elektrisch leitende Verbindung in das erste Ende des Heizelements übertritt und von dort ausschließlich im Heizelement in Richtung des zweiten Endes des Bimetallteils und weiter in den Haltebereich des Heizelements und schließlich über den Stromleiter aus dem Heizelement heraus geführt wird.Around especially at low rated currents as fast and uniform heating of the To achieve bimetallic part, it is advantageous if live parts of the circuit breaker are interconnected such that a guided by the circuit breaker Electricity first from the second end of the bimetal part to the first end of the bimetal part guided will, over passes the electrically conductive connection in the first end of the heating element and from there exclusively in the heating element in the direction of the second end of the bimetal and further into the holding area of the heating element and finally over the Conductor is led out of the heating element.
Auf diese Weise wird zunächst das Bimetallteil nahezu über seine volle Länge, d.h. vom zweiten bis zum ersten Ende, und nachfolgend das Heizelement über seine ganze Länge vom zu überwachenden Strom durchflossen. Das Bimetallteil wird dadurch auf nahezu seiner vollen Länge unmittelbar durch den durch das Bimetall fließenden Strom und zusätzlich durch das Heizelement erwärmt. Vorzugsweise ist das Bimetallteil über einen wesentlichen Teil seiner Länge, beispielsweise über mehr als 50%, thermisch leitend mit dem Heizelement verbunden. Auch bei niedrigen Nennströmen wird so eine möglichst gute Erwärmung und somit ein sicheres Auslösen des Schutzschalters ermöglicht.On this way will be first the bimetal almost over his full length, i.e. from the second to the first end, and subsequently the heating element via its full length to be monitored Current flows through. The bimetallic part is thereby almost on his full length directly through the current flowing through the bimetal and additionally through heats the heating element. Preferably, the bimetal part is over a substantial part of its Length, for example about more than 50%, thermally conductively connected to the heating element. Also at low rated currents will be as possible good warming and thus a safe release of the circuit breaker allows.
Mit
Vorteil kann der Stromfluss im Schutzschalter auch in umgekehrter
Richtung zunächst durch
das Heizelement
Selbstverständlich kann der Stromfluss ebenso in vorteilhafter Weise durch das Bimetallteil und das Heizelement erfolgen, wenn das Heizelement und der Stromleiter auf eine andere Art und Weise, beispielsweise durch Schweißen oder Vercrimpen mittels einer separaten Öse, miteinander verbunden sind.Of course you can the current flow in an advantageous manner by the bimetal and the heating element take place when the heating element and the conductor in another way, for example by welding or Crimping by means of a separate eyelet, are interconnected.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to FIGS Embodiments explained in more detail. It demonstrate:
Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche Gegenstände.Same Reference numerals in the figures indicate like objects.
Um
das Heizelement
Vorzugsweise
kommt es durch das Vercrimpen zu einer Kaltverschweißung von
Stromleiter
Vorzugsweise
wird das Bimetallteil
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