DE2912361A1

DE2912361A1 - OVERCURRENT SWITCH

Info

Publication number: DE2912361A1
Application number: DE19792912361
Authority: DE
Inventors: Robert James Ing Grad Hodges; Thomas Marion Jackson; Michael John Wild
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1978-04-11
Filing date: 1979-03-29
Publication date: 1979-10-25
Also published as: DE2912361C2; GB1566231A

Description

T.M.Jackson-R.J.Hodges-M.J.Wild 53-30-1T.M. Jackson-R.J. Hodges-M.J. Wild 53-30-1

OberstromabschalterUpstream disconnector

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen überstnomabschalter. The invention relates to an electrical breakdown switch.

Gemäß der vorliegenden Erfinduno enthält der elektrische Überstromabschalter ein bewegliches Element, das dem Einfluß einer ersten Feder unterworfen ist, die aus einer normalen Metal legierung besteht, und einer zweiten Feder, die aus einer Gedächtnislegieruno besteht, wobei die beiden Federn das bewegliche Element in entgegengesetzten Richtungen beeinflussen, und wobei unter einer bestimmten Grenztemperatur die Wirkung der ersten Feder überwiegt, während oberhalb der Grenztemperatur die Wirkung der zweiten Feder überwiegt, und wobei der zu überwachende elektrische Strom oder ein Teil des zu überwachenden elektrischen Stromes durch diese zweite Feder fließt, so daß diese durch den Stromfluß erwärmt wird, und daß beim Oberschreiten eines bestimmten Wertes des zu überwachenden Stromes die zweite Feder mindestens auf eine Temperatur gebracht wird, welche gleich der Grenztemperatur ist, und wobei beim Oberwiegen der Federkraft der zweiten Feder das bewegliche Element so bewegt wird, daß es einen elektrischen Kontakt betätigt, der das Abschalten des zu überwachenden Stromes bewirkt.According to the present invention, the electrical Overcurrent breaker a movable element that the influence is subjected to a first spring, which consists of a normal metal alloy, and a second spring, which consists of a memory alloy, with the two springs moving the moving element in opposite directions Affect directions, and under a certain limit temperature the action of the first spring predominates, while above the limit temperature the effect of the second spring predominates, and the one to be monitored electrical current or part of the electrical current to be monitored through this second spring flows, so that it is heated by the flow of current, and that when a certain value of the is exceeded current to be monitored, the second spring is brought to at least a temperature which is equal to the limit temperature is, and wherein when the spring force of the second spring prevails, the movable element is moved so that it actuates an electrical contact which causes the current to be monitored to be switched off.

Unter einer Gedächtnislegierung wird eine Legierung verstanden, die einen ersten Zustand oberhalb einer Grenztemperatur hat, und einen zweiten Zustand, der vom erstenA memory alloy is understood to be an alloy that has a first state above a limit temperature has, and a second state, that of the first

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Zustand abweicht, unterhalb dieser Grenztemperatur hat. Kenn eine Schraubenfeder aus einem Draht aus einer Gedächtnisiegierunn besteht, so ist sie oberhalb dieser Temperatur ausgedehnt und steif, d.h. sie ist tatsächlieh eine Feder, während sie unterhalb dieser Temperatur verhältnismäßig weich ist. V.'enn die Temperatur über die Grenztemperatur steigt oder unter diese fällt, geht die Feder von einem Zustand in den anderen über.State deviates below this limit temperature. Know a coil spring made of a wire from a memory victory exists, it is expanded and stiff above this temperature, i.e. it is actually a feather, while it is relatively soft below this temperature. V.'if the temperature is over the limit temperature rises or falls below this, the spring changes from one state to the other.

Einzelheiten über die Gedächtnislegierungen sind beispielsweise in der "orveröffentlichung "55 Nitinol, Unique Wire Alloy with Memory" der Autoren V.J.Buehler und W.B.Cross enthalten, der in der Zeitschrift "Wire Journal" vom Juni 1969 auf den Seiten 41 bis 49 veröffentlicht wurde. Dort ist das Phänomen öer Gedächtnislegierungen diskutiert und angegeben, wie spezielle Gedächtnislegierungen hergestellt v/erden. Seit 1969 wurde jedoch noch ein weiter Bereich von anderen Gedächtnisiegierunoen untersucht und die V.'ahl einer geeigneten Legierung hängt von der vorgesehenen Anwendung ab.Details about the memory alloys are contained, for example, in the "previous publication" 55 Nitinol, Unique Wire Alloy with Memory "by the authors VJBuehler and WBCross, which was published in the" Wire Journal "from June 1969 on pages 41 to 49. There it is The phenomenon of memory alloys is discussed and how special memory alloys are made, but a wide range of other memory alloys has been studied since 1969 and the choice of a suitable alloy depends on the intended application.

Die Erfindung soll anhand eines Ausfiihrungsbeispieles beschrieben werden, welches in der Zeichnung im Schnitt dargestellt ist.The invention is intended to be based on an exemplary embodiment are described, which is shown in the drawing in section.

Die Abschaltvorrichtung gemäß der Erfindung enthält einen Kolben 1, der gleitend in einem Gehäuse 2 angeordnet ist. Der Kolben 1 hat einen Ansatz 3 zur Kontaktbetätigung. Das Ende des Ansatzes 3 besteht aus Isoliermaterial. Der Kolben ist dem Einfluß zweier Federn unterworfen, einer Feder 4 aus einer üblichen Legierung, wieThe shutdown device according to the invention includes a piston 1 slidably disposed in a housing 2. The piston 1 has a shoulder 3 for contact actuation. The end of the approach 3 consists of insulating material. The piston is subject to the influence of two springs a spring 4 made of a conventional alloy, such as

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z.B. Phosphorbronze, und einer Feder 5 aus einer Gedächtnislenierung. Aus der Anordnung der Federn 4 und 5 bezüglich des Gehäuses 2 und des Kolbens 1 kann entnommen v/erden, daß sie auf den Kolben 1 in entgeaenaesetzten Richtungen einwirken. Ein Fnde der Feder 5 ist elektrisch mit dem Metallkörper des Kolbens 1 verbunden und dieser ist wiederum über den Draht fi mit dem Anschluß 7 verbunden. Oas andere Ende der Feder 5 ist über die Federscheibe 8 an den Anschluß 9 angeschlossen. Es soll noch darauf hingewiesen v/erden, daß die elektrische Verbindung von linken Ende der Feder 5 zu derr Kolbenkörper ebenfalls über eine Federscheibe hergestellt ist.e.g. phosphor bronze, and a spring 5 from a memory lamination. From the arrangement of the springs 4 and 5 with respect to the housing 2 and the piston 1 taken v / earth that they are released on the flask 1 in Directions. One end of the spring 5 is electrically connected to the metal body of the piston 1 and this is in turn connected to the terminal 7 via the wire fi. The other end of the spring 5 is connected to the connection 9 via the spring washer 8. It should also be pointed out that the electrical connection from the left end of the spring 5 to the piston body is also made via a spring washer.

Der Kontaktsatz, der durch die Vorrichtung gesteuert werden soll, enthalt einen beweglichen Kontaktarm 10, der zwischen den festen Kontakten 11 und 12 hin und her bewegt werden kann, wobei beim Umschalten ein plötzliches Umkippen infolge Zusammenpress^ns der Feder 13 eintritt, deren Ende mittels ein^r Stahlkugel 14 auf den Arm 10 einwirkt. Im Normalzustand liegt der Arm 10 am Kontakt 11 an.The contact set to be controlled by the device includes a movable contact arm 10, the can be moved back and forth between the fixed contacts 11 and 12, with a sudden Overturning occurs as a result of compression of the spring 13, the end of which acts on the arm 10 by means of a steel ball 14. In the normal state, the arm 10 is at the contact 11 at.

Die Eiaenschaften der Gedächtnisienierung, aus der die Feder 5 besteht, sind so gewählt, daß der Kolben 1 zwei stabile Stellungen hat, wobei die linke Stellung eingenommen wird, wenn die Temperatur der Feder oberhalb der Grenztemperatur der Gedächtnislegierunn liegt, und die rechte Stelluno eingenommen wird, wenn die Temperatur kleiner ist als die Grenztemperatur der Gedächtnislegierung. In der erstgenannten Position ist die Feder 5The characteristics of memory orientation from which the Spring 5 consists are chosen so that the piston 1 has two stable positions, the left position being assumed when the temperature of the spring is above the limit temperature of the memory alloy, and the right Stelluno is taken when the temperature is less than the limit temperature of the memory alloy. The spring 5 is in the first-mentioned position

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Τ.:!. Jackson-R. J . Hodnes-". J . V'i 1 d 5 3-30-1Τ.:!. Jackson-R. J. Hodnes- ". J. V'i 1 d 5 3-30-1

aus der GedMchtnisienierunn steif und ausgedehnt und ihre Federkraft übersteint die FpHerkraft der Feder 4, und im zweiten Zustand ist die Feder 5 aus der fiedächtnislegierung zusammengedrückt, da die Federkraft der Feder 4 überwiegt.from memory stiff and expanded and its spring force overpowers the force of the spring 4, and in the second state the spring 5 made of the memory alloy is compressed because the spring force of the spring 4 predominates.

Die Feder 5 aus der Gedächtriislegierung wird durch den hindurchf 1 ieß°nr'en Strom aufoeheizt, v/obei der hindurchfließende Strop entweder der zu überwachende Strom selbst ist oder ein Stro^, dessen V.ert dem zu überwachenden Strom proportional ist. Die Feder kühlt sich durch die normalen thermischen Verluste ab, so daß für jeden l'ert des Stromes in der Feder 5 eine Gleichgewichtstemperatur erreicht wird und der Zustand der Vorrichtung von dieser Temperatur abhängt.The spring 5 made of the memory alloy is heated up by the current flowing through it, whether the string flowing through it is either the current to be monitored itself or a current whose value is proportional to the current to be monitored. The spring cools down as a result of the normal thermal losses, so that an equilibrium temperature is reached for each liter of the current in the spring 5 and the state of the device depends on this temperature.

Die Gedächtnis1egierunq, aus der die Feder 5 besteht, ist so gewählt, daß die Feder die Grenztemperatur erreicht, wenn der zu überwachende Strom seinen Grenzwert erreicht. Venn dies eintritt, so versteift sich die Feder 5 und ihr Druck überv/iegt den der Feder 4. Die Vorrichtung verändert dabei ihren Zustand und der Kolben bewegt sich links.The memory of which pen 5 is composed, is chosen so that the spring reaches the limit temperature when the current to be monitored reaches its limit value achieved. When this occurs, the spring 5 stiffens and its pressure exceeds that of the spring 4. The The device changes its state and the piston moves to the left.

Vienn sich der Kolben 1 nach links bewegt.aus der Stellung bei niedriger Temperatur in die Stellung bei hoher Temperatur, drückt der Ansatz 3 den beweglichen Kontaktarm von einer Seite des Lagers 15 auf die andere Seite, so daß der Kontakt zwischen den Kontakten 10 und 11 unterbrochen wird und zwischen den Kontakten 10 und 12 geschlossen wird.Then piston 1 moves to the left. From the position at low temperature to the high temperature position, the projection 3 pushes the movable contact arm from one side of the bearing 15 to the other side, so that the contact between the contacts 10 and 11 is interrupted and is closed between contacts 10 and 12.

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Die Bewegung in die entgeqenqesetzte Richtung wird bewirkt durch Eindrücken des Rückstellknopfes 15, der die Vorrichtung in ihren Ausgangszustand zurückstellt, wenn die Feder 5 sich unterhalb die Grenztemperatur abgekühlt und somit zusammengezogen hat.The movement in the opposite direction is effected by pressing the reset button 15, the the device returns to its initial state when the spring 5 is below the limit temperature has cooled and thus contracted.

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Claims

Patent attorney Stuttgart T.H. Jacks on-R.J. Hodges-M.J.Wild 53-30-1 International Standard Electric Corporation, New York claims

1.) 'Electrical overcurrent breaker, thereby characterized in that it contains a movable element (1) which is influenced by a first Is subject to the spring (Ί), which consists of a normal alloy, and a second spring (5), which consists of a memory alloy, the two springs (4, 5) on the movable element (1) act in opposite directions, and being below the limit temperature of the memory alloy the first spring (4) predominates in its spring force, while above the limit temperature of the Memory lapping the spring force of the second spring (5) predominates that the electrical current to be monitored, or part of the electrical Current that is to be monitored flows through the second spring (5), so that this through the flow of current is heated so that when a defined value of the monitored current is exceeded, the

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second spring (5) is heated to a temperature which is at least the limit temperature of the memory alloy corresponds, so that the spring force of the second spring (5) predominates and the movable element (1) is displaced that a contact actuation to shutdown of the monitored current occurs.

2.) Shutdown device according to claim 1, characterized in that that the movable element (1) is essentially a is a cylindrical piston that has a Flange has that the second spring (5) is arranged within the piston (1) and between the piston (1) and a solid surface near the flange of the piston acts, and that the other spring (4) is located outside the piston (1) and between the flange and another solid surface acts on the end of the piston (1) facing away from the flange.

3.) disconnection device according to claim 2, characterized in that that the piston (1) has a central rod-shaped projection (3) which, when the spring force predominates the second spring actuates a contact.

4.) disconnection device according to claim 3, characterized in that the contacts to be actuated (10, 11, 12) consist of a snap switch and that a reset button (16) is provided.

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