DE2520884A1 - Verfahren zur befestigung eines isolierstoffteiles an einem direkt beheizten bimetallstreifen durch spritzpressen - Google Patents

Verfahren zur befestigung eines isolierstoffteiles an einem direkt beheizten bimetallstreifen durch spritzpressen

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Description

Ellenberger & Poensgen GmbH., Altdorf
Verfahren zur Befestigung eines Isolierstoffteiles an einem direkt beheizten Bimetallstreifen durch Spritzpressen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung eines Isolierstoffteiles an einem direkt beheizten Bimetallstreifen durch Spritzpressen. Bei der mechanischen Befestigung von vorgeformten Isolierstoffteilen an einem Bimetallstreifen treten keinerlei Schwierigkeiten auf. Soll jedoch ein Isolierstoffteil an einem direkt beheizten Bimetallstreifen durch Spritzpressen befestigt werden, dann muß die entsprechende Spritzpreßform aufgeheizt werden, z.B. auf 160°, um den Kunststoff temperaturriehtig verarbeiten zu können. Für die Aushärtung eines duroplastischen Kunststoffes muß der Bimetallstreifen eine bestimmte Zeit, z.B. 45 Sekunden, in der Spritzpreßform verbleiben. In dieser Zeit nimmt der Bimetallstreifen ebenfalls die Preßtemperatur an. Würde der Bimetallstreifen in seiner gesamten Abmessung in der Spritzpreßform eingespannt werden, dann wäre dieser Bimetallstreifen z.B. für eine
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850O NOmbero 11 Telefon (0Θ11) Telex Telegramme Bayer. Verelnsbank Stadteparkasse Deuteche Bank Postscheckkonto
thermische Auslösung wertlos, weil er ja infolge seiner Einspannung plastisch verformt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der oben bezeichneten Art so auszubilden, daß der Bimetallstreifen durch die Befestigung eines Isolierstoffteiles durch Spritzpressen in seinen Eigenschaften nicht verändert wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Bimetallstreifen zu beiden Seiten des zu befestigenden Isolierstoffteiles, in Längsrichtung des Bimetallstreifens gesehen, mittels schmaler Klemmbacken in einer entsprechenden Spritzpreßform eingeklemmt wird und daß sich die übrigen Teile des Bimetallstreifens infolge Anordnung entsprechender Aussparungen in der Spritzpreßform ungehindert durchbiegen können.
Da der Bimetallstreifen in der Spritzpreßform nur sehr begrenzt eingeklemmt ist, können sich die übrigen Teile des Bimetallstreifens ungehindert durchbiegen, so daß nach dem Erkalten der Bimetallstreifen wieder seine ursprüngliche Form einnimmt.
Soll am direkt beheizten Bimetallstreifen ein zweites Isolierstoffteil durch Spritzpressen im Abstande vom ersten Isolierstoffteil befestigt werden, dann wird nach der
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Befestigung des ersten Isolierstoffteiles der Bimetallstreifen aus seiner Verklemmung gelöst und zu beiden Seiten des zu befestigenden zweiten Isolierstoffteiles, in Längsrichtung des Bimetallstreifens gesehen, mittels schmaler Klemmbacken in der Spritzpreßform eingeklemmt. Die übrigen Teile des Bimetallstreifens können sich infolge Anordnung entsprechender Aussparungen in der Spritzpreßform ungehindert durchbiegen. Auch hierbei nimmt nach dem Erkalten der Bimetallstreifen seine ursprüngliche ' Form ein.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Herstellung eines zur thermischen Auslösung dienenden, direkt beheizten Bimetallstreifens verwendet werden, der an seinem einen Ende starr befestigt ist und an seinem freien Ende bei Beheizung durchgebogen wird, der an seinem befestigten und an seinem freien Ende je einen Anschluß für die Stromzuführung aufweist und der im Abstande von seiner Befestigungsstelle und von dem an seinem freien Ende befindlichen Anschluß in drei oder mehr ungeradzahlige parallele Arme aufgeteilt ist, die in Längsrichtung des Bimetall-Streifens liegen und in Reihe geschaltet sind. Hierbei werden die beiden Isolierstoffteile dazu verwendet, die miteinander verbundenen Enden zweier benachbarter Arme mit dem dritten Arm und den nicht Arme aufweisenden Teilen des Bimetallstreifens fest zu verbinden. Ein solcher Bi-
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metallstreifen hat den Vorteil, daß er einen relativ hohen Widerstand aufweist, so daß er anstelle eines indirekt beheizten, mit einer Heizwicklung versehenen Bimetallstreifens verwendet werden kann. Dadurch wird also eine Heizwicklung eingespart und eine große Überlastbarkeit des Bimetallstreifens erreicht. Dieser mäanderförmige Bimetallstreifen biegt sich etwa so durch wie ein ungeschlitzter Bimetallstreifen.
Um das erfindungsgemäße Verfahren wirtschaftlicher zu gestalten, wird die hierzu verwendete Spritzpreßform so ausgebildet, daß in ihr mindestens zwei Bimetallstreifen eingespannt werden können, von denen der eine im Bereich des einen Isolierstoffteiles und der andere im Bereich des anderen Isolierstoffteiles eingespannt wird. Niuis dem Spritzpressen der entsprechenden beiden Isolierstoffteile werden die beiden Bimetallstreifen gegeneinander ausgetauscht und danach in einem weiteren Spritzpreßvorgang die beiden anderen Isolierstoffteile hergestellt,, Um die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens noch weiterhin zu verbessern, kann die Spritzpreßform zum Einspannen zweier Streifen parallel zueinander angeordneter, durch Querstege miteinander verbundener Bimetallstreifen ausgebildet sein, wobei der eine Streifen zu beiden Seiten der einen Isolierstoffteile und der andere
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Streifen zu beiden Seiten der anderen Isolierstoffteile einspannbar ist und die Aussparungen zum Ausformen yleichartiger Isolierstoffteile durch Verbindungskanäle miteinander verbunden sind. Auch hierbei müssen nach dei. Herstellung der entsprechenden Isolierstoffteile und nach dem Erkalten der beiden Streifen diese gegeneinander ausgetauscht werden, so daß danach die übrigen Isolierstoffteile an den entsprechenden Stellen der einzelnen Bimetallstreifen hergestellt werden können. Auf diese Weise ist es möglich, eine relativ große Anzahl von Einzelbimetallstreifen herzustellen, die nach ihrer Fertigstellung in einem entsprechenden Schnittwerkzeug voneinander getrennt werden, indem die die einzelnen Bimetallstreifen und die die gleichartigen Isolierstoffteile verbindenden Querstege abgeschnitten werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines geschlitzten Bimetallstreifens mit zwei Isolierstoffteilen,
Fig. 2 eine Draufsicht gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Streifen, der aus sieben Einzelbimetallstreifen gemäß den Fig. 1 und besteht, die miteinander durch Querstege verbunden sind und noch keine Isolierstoffteile aufweisen,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine offene Spritzpreßform
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zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 eine Draufsicht auf den Streifen gemäß Fig„ 3, dessen Einzelbimetallstreifen mit einem Isolierstoff teil versehen sind,
Fig. 7 eine Ansicht von links gemäß Fig. 6, Fig. 8 die gleiche Ansicht wie Fig. 6, wobei die Einzelb!metallstreifen mit beiden Isolierstoffteilen versehen sind, und
Fig. 9 eine Ansicht von links gemäß Fig. 8.
In Fig. 3 ist ein Streifen 1 aus Bimetall dargestellt, der mittels eines entsprechenden Stanzwerkzeuges in einzelne Bimetallstreifen 2 aufgeteilt ist, die quer zur Walzrichtung liegen und durch Querstege 3 miteinander verbunden sind. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist jeder Bimetallstreifen 2 eine etwa senkrechte Abbiegung 4 auf, die zur Befestigung an einer Anschlußfahne dient, die mit der Abbiegung 4 verschweißt sein kann. Die Anschlußfahne ist im Gehäuse eines Überstromschalters befestigt (DT-PS 1 051 951). Ein mittlerer Teil 5 des Bimetallstreifens 2 ist so geschlitzt, daß er in drei parallel zueinander und in Längsrichtung des Bimetallstreifens 2 liegende Arme 6 bis 8 aufgeteilt ist, die hintereinandergeschaltet sind. Die beiden äußeren Arme 6 und 8 stehen mit schlitzfreien, also nicht Arme aufweisenden Teilen
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9 und 10 des Bimetallstreifens 2 in mechanischer und elektrischer Verbindung. Der Teil 10 geht in die Abbiegung 4 übero Der Teil 9 weist eine quadratische öffnung 11 auf, in die eine als Kontaktstück dienende Haltenase mit einem entsprechenden Zapfen eingesetzt und mit dem Teil 9 vernietet ist. Dieses Kontaktstück und die mit der Abbiegung 4 verbundene Anschlußfahne dienen zum elektrischen Anschluß des Bimetallstreifens 2.
Um nun trotz der Aufteilung des Bimetallstreifens 2 in einzelne parallele Arme 6 bis 8 eine Durchbiegung wie bei ungeschlitzten Bimetallstreifen zu erreichen, sind zur Stabilisierung des Bimetallstreifens 2 in den Bereichen 12 und 13 Isolierstoffteile 14 und 15 vorgesehen, die die miteinander verbundenen Enden 16 und 17 der be~ nachbarten Arme 6,7 bzw. 7,8 mit dem dritten Arm 8 bzw. 6 und den schlitzfreien, also nicht Arme aufweisenden Teilen 10 und 9 fest verbinden. Da der Bimetallstreifen 2 bei seiner direkten Beheizung hohe Temperaturen bis zu etwa 25O°C erreichen kann, wird als Isolierstoff für die Isolierstoff teile 1*4 und 15 ein duroplastischer Kunst·* stoff verwendet, z.B. ein glasfaserverstärktes Polyesterharz, das etwa 30% Glasfasern aufweist« Für die Ausformung der Isolierstoffteile 14 und 15 wird eine entsprechende Spritzpreßform verwendet, die auf 160°C aufgeheizt wird,
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um den Kunststoff temperaturrichtig verarbeiten zu können. Die Spritzpreßtemperatur liegt also relativ weit unterhalb der zulässigen Arbeitstemperatur des Bimetallstreifens 2.
An das Isolierstoffteil 15 ist gemäß Fig. 1 ein Kegel 18 einstückig angeformt, der senkrecht vom Bimetallstreifen 2 absteht und auf den der Kegel einer Schraube zur Einstellung der Auslösestromstärke einwirkt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Spritzpreßform 19, die aus einem Unterteil 20 und einem Oberteil 21 besteht. Das Unterteil 20 und das Oberteil 21 weisen Aussparungen 2,;, 23 und 24,25 zur Ausformung der Isolierstoffteile 14 und 15 auf. Zu beiden Seiten dieser Aussparungen bilden Unterteil 20 und Oberteil 21 schmale Klemmbacken 26, in Richtung der eingelegten Bimetallstreifen 2 gesehen, mit denen die Bimetallstreifen 2 zwischen Unterteil 20 und Oberteil 21 eingeklemmt sind,, In dieser Stellung der Bimetallstreifen 2 ragen ihre übrigen Teile in Aussparungen 27,28,29,30 des Unterteils 20 und des Oberteils 21 hinein, so daß sich diese übrigen Teile bei Erwärmung ungehindert durchbiegen können.
Mittels eines Spritzpreßkolbens 31 wird der Kunststoff
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bei geschlossener Spritzpreßform 19 durch Spritzkanäle 32 an Einspritzstellen 33 gebracht. Zwischen den einzelnen Aussparungen 22,23,24,25 zur Ausformung der Isolierstoffteile 14,15 sind Verbindungskanäle 34 vorgesehen, se daß sämtliche miteinander fluchtenden Aussparungen 22,23 :,zw. 24,25 untereinander verbunden sind.
Wie die Fig. 4 deutlich zeigt, ist in der linken und in der rechten Hälfte der Spritzpreßform 19 ein Streifen 1 aus Bimetall angeordnete Bei dem in der linken Hälfte der Spritzpreßform 19 angeordneten Streifen 1 werden die Isolierstoffteile 14 und bei dem in der rechten Hälfte der Spritzpreßform 19 angeordneten Streifen 1 die Isolierstoffteile 15 ausgeformt. Danach wird die Spritzpreßform 19 geöffnet, und es werden die beiden Streifen 1 aus Bimetall ausgetauscht, so daß danach in einem weiteren Spritzpreßvorgang die fehlenden Isolierstoffteile 15 bzw. 14 ausgeformt werden können. Die Spritzpreßtemperatux beträgt hierbei etwa 16O°C, und der Streifen 1 aus Bimetall muß etwa 45 Sekunden in der Spritzpreßform 19 verbleiben, um den Kunststoff aushärten zu lassen. In dieser Zeit biegt sich infolge Erwärmung jeder Bimetallstreifen 2 innerhalb seiner Aussparungen ungehindert durch. Beim Erkalten der Bimetallstreifen 2 biegen sich ihre durchgebogenen Teile wieder in die ursprüngliche Stellung zurück. Eine schädliche Deformation während des Spritzpreßvorgan-
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ges tritt nicht auf.
Die Fig. 6 und 7 zeigen einen Streifen 1, dessen Bimetallstreifen 2 lediglich mit Isolierstoffteilen 14 versehen sind. Bei dem Streifen 1 nach den Fig. 8 und 9 sind die einzelnen Bimetallstreifen 2 mit beiden Arten von Isolierstoffteilen 14 und 15 versehen. Danach brauchen lediglich die Querstege 3 und Querstege 35, die durch die Verbindungskanäle 34 ausgeformt worden sind, durch ein entsprechendes Schnittwerkzeug entfernt zu werden, wodurch sich einzelne Bimetallstreifen 2 nach den Fig. 1 und 2 ergeben (Patentanmeldung P 24 48 026.0-32).
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Claims (5)

  1. Patentansprüche
    1 J Verfahren zur Befestigung eines Isolierstoffteiles an einem direkt beheizten Bemetallstreifen durch Spritzpressen, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (2) zu beiden Seiten des zu befestigenden Isolierstoffteiles (14,15), in Längsrichtung des Bimetallstreifens (2) gesehen, mittels schmaler Klemmbacken (26) in ein,er entsprechenden Spritzpreßform (19) eingeklemmt wird und daß sich die übrigen Teile des Bimetallstreifens (2) infolge Anordnung entsprechender Aussparungen (27 bis 30) in der Spritzpreßform (19) ungehindert durchbiegen können.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Befestigung eines zweiten Isolierstoffteiles am direkt beheizten Bimetallstreifen durch Spritzpressen im Abstande vom eisten Isolierstoff teil, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Befestigung des ersten Isolierstoffteiles (14,15) der Bimetallstreifen (2) aus seiner Verklemmung gelöst und zu beiden Seiten des zu befestigenden zweiten Isolierstoffteilee (15,14), in Längsrichtung des Bimetallstreifen» (2) gesehen, mittels schmaler Klemmbacken (26) in der Spritzpreß form (19) eingeklemmt wird und daß eich die übrigen Teile des Bimetallstreifens (2) infolge Anordnung entsprechender Aussparungen (27 bis 30) in der Spritzpreßform
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    (19) ungehindert durchbiegen können.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2 zur Herstellung eines zur thermischen Auslösung dienenden, direkt beheizten Bimetallstreifens, der an seinem einen Ende starr befestigt ist und an seinem freien Ende bei Beheizung durchgebogen wird, der an seinem befestigten und an seinem freien Ende je einen Anschluß für die Stromzuführung aufweist und der im Abstande von seiner Befestigungsstelle und von dem an seinem freien Ende befindlichen Anschluß in drei oder mehr ungeradzahlige parallele Arme aufgeteilt ist,, die in Längsrichtung des Bimetallstreifens liegen und in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Enden (16,17) zweier benachbarter Arme (6,7;7,8) durch die beiden Isolierstoffteile (15,14) mit dem dritten Arm (8,6) und den nicht Arme aufweisenden Teilen des Bimetallstreifens (2) fest verbunden werdenο
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet»
    daß in der Spritzpreßform (19) mindestens zwei Bimetallstreifen (2) eingespannt werden, von denen der eine im Bereich des einen Isolierstoffteiles (14) und der andere im Bereich des anderen Isolierstoffteiles (15) eingespannt wird, und daß nach dem Spritzpressen der beiden Isolier-
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    stoffteile (14,15) die beiden Bimetallstreifen (2) gegeneinander ausgetauscht und danach in einem weiteren Spritzpreßvorgang die beiden anderen Isolierstoffteile (15,14) hergestellt werdeno
  5. 5. Spritzpreßform zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Einspannen zweier Streifen (1) parallel zueinander angeordneter, durch Querstege (3) miteinander verbundener Bimetallstreifen (2) ausgebildet ist, wobei der eine Streifen (1) zu beiden Seiten der einen Isolierstoffteile (14) und der andere Streifen (1) zu beiden Seiten der anderen Isolierstoffteile (15) einspannbar ist, und daß die Aussparungen (22,23,24,25) zum Ausformen gleichartiger Isolierstoffteile (14,15) durch Verbindungskanäle (34) miteinander verbunden sind.
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