DE2448026B2

DE2448026B2 - Direkt beheizter bimetallstreifen zur thermischen ausloesung eines ueberstromschalters

Info

Publication number: DE2448026B2
Application number: DE19742448026
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ellenberger & Poensgen GmbH, 8503 Altdorf ·
Priority date: 1974-10-09
Filing date: 1974-10-09
Publication date: 1976-08-05
Also published as: SE7509495L; JPS5163476A; GB1477948A; US4000484A; SE408242B; CH600548A5; DE2448026A1; FR2287767B1; DE2448026C3; IT1048226B; FR2287767A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen direkt beheizten Bimetallstreifen zur thermischen Auslösung eines Überstromschalters mit je einem elektrischen Anschluß an seinen beiden Enden, von denen das eine Ende starr befestigt ist und das mit dem elektrischen Anschluß versehene freie Ende durch seine Durchbiegung bei Beheizung die Auslösung bewirkt.

Es ist ein Bimetallstreifen dieser Art bekannt (DTPS 51951), der zur thermischen Auslösung eines druckknopfbetätigten Überstromschalters dient und an »einem freien Ende eine als Kontaktstück ausgebildete Haltenase aufweist, die in der Einschaltstellung des Überstromschalters eine winkelförmige Kontaktbrücke hintergreift und diese in der Einschaltstellung festhält Biegt sich bei Überstrom der Bimetallstreifen durch, dann gibt bei einer bestimmten Durchbiegung seine Haltenase die Kontaktbrücke frei, so daß diese von einer gespannten Druckfeder in die Ausschaltstellung gebracht wird. Die als Kontaktstück ausgebildete <w Haltenase liegt in der Einschaltstellung am entsprechenden Ende der Kontaktbrücke an, so daß dadurch der Stromkreis innerhalb des Überstromschalters geschlossen ist. Die Haltenase bildet also den elektrischen Anschluß für das freie Ende des Bimetallstreifens. Das untere Ende des Bimetallstreifens weist eine rechtwinklige Abbiegung auf, die mn einer Anschlußfahnt elektrisch gut leitend verbunden ist. Die rechtwinklige Abbiegung und die Anschlußfahne weisen eine Gewin- debohrung zur Aufnahme einer Einstellschraube auf, die mit ihrem kegelförmig ausgebildeten Ende an einer rechtwinkligen Abbiegung des Bimetallstreifens anliegt Durch Betätigung der Einstellschraube kaan die Auslösestromstärke des Oberstromschalters eingestellt werden. Bei Stromstärken von 8 A aufwärts wird gewöhnlich der Bimetallstreifen direkt beheizt, während er bei Nennstromstärken unier 8 A eine Heizwicklung zur indirekten Beheizung aufweist Diese Heizwicklung ist jedoch durch den Heizstrom nicht stark überlastbar. Normalerweise kann nur der zehnfache Wert des Heizstromes ohne bleibende Schäden durch die Heizwicklung fließen.

Der Er^ndung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Bimetallstreifen der oben bezeichneten Art übc-stromfester und so auszubilden, daß sein Widerstand und seine Überlastbarkeit durch Überstrom erhöht werden, daß er die bisherigen bekannten Bimetallstreifen mit Heizwicklung ersetzen kann und daß er sich in derselben Weise durchbiegt wie ein üblicher direkt beheizter Bimetallstreifen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß der Bimetallstreifen im Abstand von seiner Befestigungsstelle und von dem an seinem freien Ende befindlichen elektrischen Anschluß in drei oder mehr ungeradzahlige parallele Arme aufgeteilt ist. die in Längsrichtung des Bimetall-Streifens liegen und von denen jeweils zwei benachbarte Arme an ihren Enden durch einen Quersteg miteinander verbunden sind, und daß die durch die Querstege miteinander verbundenen Enden zweier benachbarter Arme mittels Verbindungsstücken aus Isolierstoff mn dem dritten Arm und den nicht Arme aulweisenden Teilen des Bimetallstreifens fest verbunden sind

Durch die Aufteilung des Bimetallstreifens in drei oder mehr ungeradzahlige parallele Arme wird der Widerstand des Bimetallstreifens stark erhöht. Da die Arme einen relativ großen Querschnitt aufweisen. können sie einen entsprechend hohen Heizstrom aufnehmen, wodurch eine große Überlastbarkeit des Bimetallstreifens gegeben ist. Um nun trotz der Aufteilung des Bimetallstreifens in einzelne parallele Arme eine Durchbiegung wie bei ungeschlitzten Bimetallstreifen zu erreichen, sind die durch die Querstege miteinander verbundenen Enden zweier benachbarter Arme mittels Verbindungsstücken aus Isolierstoff mit dem dritten Arm und den nicht Arme aufweisenden Teilen des Bimetallstreifens fest verbunden. Durch die Verbindungsstücke aus Isolierstoff wird also der geschlitzte Teil des Bimetallstreifens so stabilisiert, daß sich der erfindungsgemäße Bimetallstreifen in derselben Weise durchbiegt wie ein ungeschlitzter Bimetallstreifen.

Es ist bereits ein Bimetallstreifen bekannt (DT-GM 18 40 992), der in drei parallele Arme aufgeteilt ist, die in Längsrichtung des Bimetallstreifens liegen und hintereinander geschaltet sind. Hierbei ist ein mittlerer Arm vorgesehen, der von zwei, durch einen Quersteg miteinander verbundenen und damit ein U bildenden Armen umgeben ist. Der mittlere Arm und ein äußerer Arm sind an einem Ende durch einen Quersteg miteinander verbunden. Die beiden äußeren Arme reichen von einem Ende des Bimetallstreifens bis zum anderen. Der mittlere Bimetallstreifen ist an einem Ende mit einem Kontaktträger eines beweglichen Kontakt-Stückes mechanisch fest und elektrisch leitend verbunden. Das gegenüberliegende Ende des mittleren Armes liegt an einem Sperrhebel air der schwenkbar an dem

Kontaktstückträger befestigt ist Bei Durchbiegung des mittleren Armes wird der Sperrhebel freigegeben und damit die Auslösung eingeleitet Bei diesem bekannten Bimetallstreifen ist also lediglich der miniere Arm für die thermische Auslösung wirksam. Die beiden äußeren Arme werden zwar auch von dem durch sie hindurchfließenden Strom erhitzt sie dienen aber nicht zur thermischen Auslösung. Diese beiden äußeren Arme dienen lediglich einerseits zur Aufnahme mechanischer Spannungen, die sonst von dem wirksamen mittleren Arm auf ein biegsames Kabel, das an das Ende des einen äußeren Armes angeschlossen ist, übertragen werden würden, und andererseits zur Erhöhung der Temperatur der Umgebung des Bimetallstreifens, wodurch eine Wärmeabfuhr vom wirksamen mittleren Arm zum Kabel vermieden wird, die zur Temperaturabnahme des wirksamen mittleren Armes führen und damit die Stromempfindlichkeit des wirksamen mittleren Armes herabsetzen würde.

Es ist weiterhin ein Bimetallstreifen bekannt (DT-PS 167 261), der in vier parallele Arme aufgeteilt ist. Hierbei reichen die einzelnen Arme, insbesondere die beiden äußeren Arme, von einem Ende des Bimetall- Streifens bis zum anderen. Die beiden inneren Arme bilden einen U-förmigen Bimetallstreifen, der direkt beheizt wird und dem der Heizstrom an den beiden Schenkelenden zugeführt wird. Die beiden äußeren Arme des Bimetallstreifens werden nicht durch einen Strom, sondern nur durch die Umgebungswärme beheizt, so daß diese beiden äußeren Arme lediglich zur !Kompensation der Umgebungstemperatur dienen.

Es ist ferner ein Bimetallstreifen bekannt (US-PS 21 89 996). der ebenfalls in vier parallele Arme aufgeteilt ist. Dieser bekannte Bimetallstreifen kann einerseits an eine Spannung von 110 V und andererseits an eine Spannung von 220 V angeschlossen werden. Beim Anschluß an eine Spannung von 110 V sind die Enden der beiden äußeren Arme elektrisch unmittelbar miteinander und mit dem einen Pol einer Stromquelle verbunden. Die miteinander verbundenen beiden inneren Arme stehen mit dem anderen Pol der Stromquelle in elektrischer Verbindung. Bei einem Anschluß des Bimetallstreifens an 220 V sind sämtliche Arme hintereinander geschaltet, wobei der elektrische Anschluß an den beiden Enden der äu3eren Arme erfolgt. Bei diesem bekannten Bimetallstreifen wird also auch der Widerstand erhöht, aber lediglich zu dem Zweck, den Bimetallstreifen von UOV auf 220 V umschalten zu können.

Es ist weiterhin ein Bimetallstreifen bekannt (DT-PS 7 62 019), der in vier parallele Arme aufgeteilt ist. Die Befestigung dieses Bimetallstreifens und die Stromzuführung erfolgt an den äußeren Enden der beiden äußeren Arme. Verbindungsstücke aus Isolierstoff verbinden die 'Urne so miteinander, daß sich dieser geschlitzte Bimetallstreifen wie ein ungeschlitzter Bimetallstreifen durchbiegt. Im Gegensatz zu diesem bekannten Bimetallstreifen erfolgt beim erfindungsge mäßen Bimetallstreifen die Stromzuführung auch am freien Ende. Außerdem weist der erfindungsgemäiie Bimetallstreifen drei oder mehr ungeradzahlipe parallele Arme auf.

Da bei den hier in Betracht kommenden Bimetallstreifen bei ihrer Beheizung normale Dauertemperaturen von etwa 90° C und kurzzeitig bei Oberstrom ma;ämale Temperaturen von etwa 200° C auftreten können, werden zur Stabilisierung des erfindungsgemäßen Bimetallstreifens Verbindungsstücke aus duroplastischem Kunststoff verwendet Der duroplastische Kunststoff kann z. B. ein glasfaserverstärktes Polyesterharz sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Isolierstoff des einen Verbindungsstückes zu einem Kegel geformt der senkrecht vom Bimetallstreifen absteht und auf den der Kegel einer Schraube zur Einstellung der Auslösestromstärke einwirkt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Bimetallstreifen gemäß der Erfindung ohne Stabilisierung durch Verbindungsstücke aus Isolierstoff,

F i g. 2 eine Ansicht von rechts gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 mit Stabilisierung durch Verbindungsstücke aus Kunststoff und

F i g. 4 dne Ansicht von rechts gemäß F i g. 3.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein Bimetallstreifen 1 dargestellt, der eine senkrechte Abbiegung 2 aufweist, die zur Befestigung an einer Anschlußfahne dient, die mit der Abbiegung 2 verschweißt sein kann. Die Anschlußfahne ist im Gehäuse eines Überstromschalters befestigt. Ein mittlerer Teil 3 des Bimetallstreifens 1 ist so geschlitzt, daß er in drei parallel zueinander und in Längsrichtung des Bimetallstreifen·) 1 liegende Arme 4 bis 6 aufgeteilt ist. Sämtliche Arme 4 bis 6 sind hintereinandergeschaltet. Die beiden äußeren Arme 4 und 6 stehen mit schlitzfreien, also nicht Arme aufweisenden Teilen 7 und 8 des Bimetallstreifens 1 in mechanischer und elektrischer Verbindung. Der Teil 8 geht in die Abbiegung 2 über, die mit der zugehörigen Anschlußfahne elektrisch und mechanisch verbunden ist. Der Teil 7 weist eine quadratische öffnung 9 auf, in die eine als Kontaktstück dienende Haltenase mit einem entsprechenden Zapfen eingesetzt und mit dem Teil 7 vernietet ist. Dieses Kontaktstück und die mit der Abbiegiing 2 verbundene Anschlußfahne dienen zum elektrischen Anschluß des Bimetallstreifens 1.

Zur Stabilisierung des Bimetallstreifens 1 sind in Bereichen 10 und 1! Verbindungsstücke 12 und 13 aus Isolierstoff vorgesehen, die miteinander verbundene Enden 14 und 15 der benachbarten Arme 4, 5 bzw. 5, 6 mit dem dritten Arm 6 bzw. 4 und den schlitzfreien, also nicht Arme aufweisenden Teilen 7 und 8 fest verbinden. Mit Rücksicht darauf, daß der Bimetallstreifen 1 bei seiner direkten Beheizung hohe Temperaturen von etwa 200 C erreichen kann, wird als Isolierstoff für die Verbindungsstucke t2,13 ein duroplastisclier Kunststoff verwendet, z. B em glasfaserverstärktes Polyesterharz. An das Verbindungsstück 13 ist ein Kegel 16 einstückig angeformt, der senkrecht vorn Bimetallstreifen 1 absteht und au! dem der Kegel einer Schraube zur Einstellung der Auslosestroms¹.: rke einwirkt.

Hierzu J. Blatt Z-eichnunccn

Claims

Patentansprüche:

1. Direkt beheizter Bimetallstreifen zur thermischen Auslösung eines Oberstromschalters mit je S einem elektrischen Anschluß an seinen beiden Enden, von denen das eine Ende starr befestigt ist und das mit dem elektrischen Anschluß versehene freie Ende durch seine Durchbiegung bei Beheizung die Auslösung bewirkt, dadurch gekenn- "> zeichnet, daß der Bimetallstreifen (1) im Abstand von seiner Befestigungsstelle und von dem an seinem freien Ende befindlichen elektrischen Anschluß in drei oder mehr ungeradzahlige parallele Arme (4,5,6) aufgeteilt ist, die in Länglichtiwg des Bimetallstreifens (1) liegen und von denen jeweils zwei benachbarte Arme (4, 5; 5, 6) an ihren Enden (14, 15) durch einen Quersteg miteinander verbun den sind, und daß die durch die Querstege miteinander verbundenen Enden (14, 15) zweier benachbarter Arme (4, 5; 5, 6) mittels Verbindungsstücken (12,13) aus Isolierstoff mit dem dritten Arm (6; 4) und den nicht Arme aufweisenden Teilen (7,8) des Bimetallstreifens (1) fest verbunden sind.

2. Bimetallstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff für die Verbindungsstücke (12, 13) ein duroplastischer Kunststoff ist.

3. Bimetallstreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der duroplastische Kunststoff ein glasfaserverstärktes Polyesterharz ist.

4. Bimetallstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff des einen Verbindungsstückes (13) zu einem Kegel (16) geformt ist, der senkrecht vom Bimetallstreifen (1) absteht und auf den der Kegel einer Schraube zur Einstellung der Auslösestromstärke einwirkt.