DE2802851A1

DE2802851A1 - Bimetal trip with heating wire coil - has insulation of tantalum oxide between wire and bimetal strip

Info

Publication number: DE2802851A1
Application number: DE19782802851
Authority: DE
Inventors: Robert Ing Grad Korn
Original assignee: Condor Werk Gebr Frede GmbH and Co KG
Current assignee: Condor Werk Gebr Frede GmbH and Co KG
Priority date: 1978-01-23
Filing date: 1978-01-23
Publication date: 1979-07-26

Abstract

The bimetal trip is intended for electric switchgear and has a bimetal strip (1) wound with a heating wire with an insulation in-between. The latter is formed by a tantalum oxide layer (3) on the heating wire (2) facing the bimetal strip. Preferably the oxide layer is provided on a tantalum layer (4). For this purpose the heating wire is provided with a vapour deposited tantalum layer and wound round the bimetal strip with its layer side facing the bimetal strip. The heating wire terminals are connected by welding or brazing, followed by oxidation of the tantalum layer. The oxidation is carried out to a present depth only.

Description

Bimetallauslöser und Verfahren zu seiner HerstellungBimetal trigger and process for its manufacture

Die Erfindung betrifft einen Bimetallauslöser, bestehend aus einem mit einem Heizdraht bewickelten Bimetallstreifen und einer elektrischen Isolierung zwischen dem Draht und dem Streifen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bimetallauslösers.The invention relates to a bimetal release, consisting of a bimetallic strips wound with a heating wire and electrical insulation between the wire and the strip. The invention also relates to a method for the production of such a bimetal release.

Bei den bislang bekannten Bimetallauslösern der gattungsgemäßen Art, bei denen die beiden Heizdrahtenden elektrisch angeschlossen werden, besteht die elektrische Isolierung zwischen der Heizdrahtbewicklung und dem Bimetallstreifen aus einer Asbesthülse, die auf den Bimetallstreifen gezogen ist und auf die dann der Heizdraht gewickelt ist. Bezüglich des elektrischen Isolationsvermögens arbeitet die Asbesthülse hinreichend zufriedenstellend und sie ergibt auch eine ausreichende Beweglichkeit der Gesamtanordnung beim Ausschlag des Bimetallstreifens. Nachteilig ist bei derartigen Asbesthülsen aber, daß sie neben der elektrischen Isolierung gleichzeitig eine beachtliche Barriere gegenüber dem Wärmeübergang bilden, es also in der Hülse zu einem beträchtlichen Wärmestau kommt, was sich ungünstig auf die Heizdrahtbewicklung auswirkt und was dazu führt, daß der Heizdrahtquerschnitt im Sinne der Erzielung einer ausreichenden Erwärmung des Bimetallstreifens durch die Asbesthülse hindurch unverhältnismäßig groß ausgelegt werden muß. Ferner ist die Herstellungsweise eines derartigen Bimetallauslösers durch das Erfordernis der Bestückung des Bimetallstreifens mit der Asbesthülse relativ umständlich.In the previously known bimetal releases of the generic type, in which the two heating wire ends are electrically connected, the electrical insulation between the heating wire winding and the bimetal strip from an asbestos sleeve that is pulled onto the bimetal strip and then onto it the heating wire is wound. Regarding the electrical insulation capacity works the asbestos sleeve is sufficiently satisfactory, and it also gives a sufficient one Mobility of the overall arrangement when the bimetal strip deflects. Disadvantageous is with such asbestos sleeves, however, that they are in addition to the electrical insulation at the same time form a considerable barrier to the heat transfer, so it there is a considerable build-up of heat in the sleeve, which adversely affects the Heating wire winding affects and what leads to the fact that the heating wire cross-section in Meaning of achieving sufficient heating of the bimetal strip by the Asbestos sleeve through must be designed disproportionately large. Furthermore, the Manufacturing method of such a bimetal release due to the requirement of equipping the bimetal strip with the asbestos sleeve is relatively cumbersome.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Bimetallauslöser der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der bei einfachem Aufbau und denkbar einfacher Herstellungsmöglichkeit einen sehr guten Wärmeübergang von der Heizdrahtbewicklung auf den Bimetallstreifen hat.The present invention is therefore based on the object To create bimetallic release of the generic type, with a simple structure and Conceivably simple manufacturing possibility a very good heat transfer from the Has heating wire wrapping on the bimetal strip.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die elektrische Isolierung aus einer Tantaloxidschicht auf der an dem Bimetallstreifen anliegenden Seite des Heizdrahtes besteht.The solution according to the invention is that the electrical insulation from a tantalum oxide layer on the side of the adjacent to the bimetal strip There is a heating wire.

Es hat sich gezeigt, daß die Tantaloxidschicht einerseits eine gute elektrische Isolation des Heizdrahtes gegenüber dem Bimetallstreifen ergibt und daß andererseits die Tantaloxidschicht sehr günstige Wärmedurchgangswerte hat, so daß der bislang gefürchtete Wärmestau im Bereich der elektrischen Isolierung nicht mehr vorhanden ist. Die Heizdrähte können dadurch im Querschnitt im Hinblick auf die deutlich verringerte Heizleistung deutlich dünner als bisher gehalten werden. Da der Bimetallstreifen nicht mehr mit einer gesonderten elektrisch isolierenden Hülse versehen werden muß, ist auch die Herstellungsweise vereinfacht.It has been shown that the tantalum oxide layer is, on the one hand, a good one electrical insulation of the heating wire from the bimetallic strip results and that on the other hand the tantalum oxide layer has very favorable heat transfer values, so that the previously feared build-up of heat in the area of electrical insulation is not there is more. The heating wires can thereby be viewed in cross section the significantly reduced heating power can be kept significantly thinner than before. Since the bimetal strip no longer has a separate electrically insulating Must be provided sleeve, the manufacturing process is simplified.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist unter der Tantaloxidschicht eine Tantalschicht vorgesehen. Da durch den Ausschlag des Bimetallstreifens im Betrieb eine gewisse Relativbewegung zwischen dem Bimetallstreifen und der Heizdrahtbewicklung auftritt, ist nicht auszuschließen, daß im Laufe der Zeit Verschleißerscheinungen an gewissen Stellen der Tantaloxidschicht auftreten. Die darunterliegende Tantal schicht dient dann praktisch als Reserve für eine erneute Oxidbildung.According to a preferred embodiment of the subject matter of the invention a tantalum layer is provided under the tantalum oxide layer. Because of the rash of the bimetal strip a certain relative movement between the bimetal strip during operation and the heating wire winding occurs, it cannot be ruled out that in the course of the Time signs of wear occur at certain points on the tantalum oxide layer. The underlying tantalum layer then serves practically as a reserve for a new one Oxide formation.

Bezüglich des Herstellungsverfahrens besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß der Heizdraht einseitig mit Tantal bedampft wird, er dann mit seiner tantalbedampften Seite auf den Bimetallstreifen aufgewickelt wird, seine elektrischen Anschlüss& durch Schweißen oder Hartlöten erstellt werden und danach die Oxidation des Tantals durchgeführt wird. Diese Herstellungsweise des Bimetallauslösers ist außerordentlich einfach und wirtschaftlich durchzuführen. Der Heizdraht kann kontinuierlich einseitig mit Tantal bedampft werden, wobei dadurch, daß die Oxidation des Tantals zur Bildung der Tantaloxideschicht erst nach der Bewicklung des Bimetallstreifens nach Tätigung der elektrischen Anschlüsse des Heizdrahtes durchgeführt wird, irgendwelche Freistellen, d.h. Stellen ohne Tantal bzw. Tantaloxid am Heizdraht nicht vorgesehen werden müssen, da hier zu berücksichtigen ist, daß zwar Tantal durchaus zu schweißen oder hartzulöten ist, Tantaloxid jedoch nicht. Die erforderlichen Schweiß- oder Hartlötarbeiten werden somit bei diesem Herstellungsverfahren durchgeführt, bevor die Tantaloxidschicht gebildet wird.With regard to the manufacturing process, there is the one according to the invention Solution is that the heating wire is one-sided with Tantalum is vaporized, it is then wound onto the bimetal strip with its tantalum-coated side is, its electrical connections & created by welding or brazing and then the oxidation of the tantalum is carried out. This manufacturing method the bimetal release is extremely easy and economical to carry out. The heating wire can be continuously vaporized with tantalum on one side, whereby that the oxidation of the tantalum to form the tantalum oxide layer only after the winding of the bimetallic strip after making the electrical connections of the heating wire is carried out, any free spaces, i.e. places without tantalum or tantalum oxide need not be provided on the heating wire, since it must be taken into account here that tantalum can certainly be welded or brazed, but not tantalum oxide. The required welding or brazing work is thus required in this manufacturing process performed before the tantalum oxide layer is formed.

Es hat sich dabei herausgestellt, daß eine völlig einwandfreie Oxidation der Tan tal schicht auch nach Bewickeln des Bimetallstreifens mit dem Heizdraht, also bei Anliegen der zu oxidierenden Schicht am Bimetallstreifen, durchgeführt werden kann.It has been found that a completely perfect oxidation the tan tal layer even after the bimetal strip has been wrapped with the heating wire, that is, when the layer to be oxidized is in contact with the bimetal strip can be.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, die Tantal schicht nur bis zu einer vorgesehenen Schichttiefe zu oxidieren Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.In a further embodiment of the method it is provided that the tantalum layer to be oxidized only up to an intended layer depth. An exemplary embodiment the subject matter of the invention is hereinafter referred to with reference to the attached Drawing described.

Die Zeichnung zeigt einen Bimetallauslöser gemäß der Erfindung mit einem Schnitt durch die Heizdrahtbewicklung.The drawing shows a bimetal release according to the invention a section through the heating wire winding.

Der Bimetallauslöser weist zunächst einen Bimetallstreifen 1 auf. Der Bimetallstreifen 1 ist mit einem Heizdraht 2 umwickelt. Der Heizdraht 2 weist auf seiner an dem Bimetallstreifen anliegenden Seite eine Tantaloxidschicht 3 auf, die als elektrische Isolierung zwischen dem Heizdraht 2 und dem Bimetallstreifen 1 dient. Unter der Tantaloxidschicht befindet sich noch eine Tantal schicht.The bimetal release initially has a bimetal strip 1. The bimetallic strip 1 is wrapped with a heating wire 2. The heating wire 2 has a tantalum oxide layer 3 on its side lying against the bimetal strip, as electrical insulation between the heating wire 2 and the bimetal strip 1 serves. There is also a tantalum layer under the tantalum oxide layer.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das eine Ende des Heizdrahtes 2 elektrisch an den Bimetallstreifen 1 angeschlossen, während das andere Ende des Heizdrahtes 2 zu einem elektrischen Anschluß führt. Auch der Bimetallstreifen 1 ist bei dieser Ausführungsform an einen elektrischen Anschluß 2 angeschlossen. Es ist abweichend hiervon ohne weiteres denkbar, die beiden Enden des Heizdrahtes an elektrische Anschlüsse anzuschließen und den Bimetallstreifen ohne elektrischen Anschluß zu lassen.In the illustrated embodiment, one end of the heating wire is 2 electrically connected to the bimetal strip 1, while the other end of the Heating wire 2 leads to an electrical connection. Also the bimetal strip 1 is connected to an electrical connection 2 in this embodiment. It In deviation from this, it is easily conceivable to attach the two ends of the heating wire to connect electrical connections and the bimetal strip without electrical To let connection.

Das Anschließen des Heizdrahtes 2 entweder an den elektrischen Anschluß oder an den Bimetallstreifen 1 geschieht durch Schweißen oder Hartlöten.The connection of the heating wire 2 either to the electrical connection or on the bimetallic strip 1 is done by welding or brazing.

Ein besonderes Herstellungsverfahren für einen derartigen Bimetallauslöser besteht darin, daß zunächst der Heizdraht einseitig mit Tantal bedampft wird, was kontinuierlich geschehen kann, also in einem Zustand, in dem der Heizdraht noch nicht abgelängt ist. Der Heizdraht wird dann mit seiner tantalbedampften Seite auf den Bimetallstreifen 1 gewickelt und es werden dann unter entsprechender Ablängung seine elektrischen Anschlüsse durch Schweißen oder Hartlöten erstellt und erst danach erfolgt die Oxidation des Tantals zur Bildung der Tantaloxidschicht. Um unter der Tantaloxidschicht als Reserve für etwaige Verschleißerscheinungen an dieser Schicht noch die Tantalschicht zu haben, wird dabei die Tantalschicht nur bis zu einer vorbestimmten Schichttiefe oxidiert.A special manufacturing process for such a bimetal release consists in the fact that first of all the heating wire is vaporized with tantalum on one side, which can happen continuously, i.e. in a state in which the heating wire is still is not cut to length. The heating wire is then on with its tantalum-coated side the bimetallic strip 1 is wound and it is then cut to length accordingly its electrical connections are made by welding or brazing and only afterwards the tantalum is oxidized to form the tantalum oxide layer. To get under the Tantalum oxide layer as a reserve for any signs of wear on this layer To still have the tantalum layer, the tantalum layer is only up to a predetermined one Layer depth oxidized.

Claims

Patent claims 1. Bimetal release, consisting of one with one Heating wire wrapped in bimetal strips and electrical insulation between the wire and the strip, d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that the electrical insulation from a tantalum oxide layer (3) on the bimetal strip (1) the adjacent side of the heating wire (2).

2. bimetal release according to claim 1, characterized in that below the tantalum oxide layer (3) a tantalum layer (4) is provided.

3. A method for producing the bimetal release according to claim 1, characterized in that the heating wire is vaporized on one side with tantalum and it is then wound with its tantalum-coated side on the bimetal strip, its electrical connections are made by welding or brazing and then the oxidation of the tantalum is carried out.

4. The method according to claim 3, characterized in that the tantalum layer is oxidized only up to a predetermined layer depth.