DE513604C - UEberstrom-Waermeausloesevorrichtung mit einem durch Volumenvergroesserung einer beheizten Fluessigkeit (z.B.OEl) gesteuerten Ausloeseglied - Google Patents

Description

Bei den bislang bekannt gewordenen Überstrom-Wärmeauslösevorrichtungen mit einem durch Volumenvergrößerung einer beheizten Flüssigkeit (z. B. Öl) gesteuerten. Auslöseglied ist, abgesehen von Außenbeheizung des letzteren, auch Innenbeheizung angewendet worden. Z. B. ist für fest eingebaute Apparate eine Heizwicklung innerhalb eines Behälters angeordnet worden, wobei eine Wand ίο desselben als Membran ausgeführt wurde, deren Bewegungen infolge der Beheizung des Behälters, der von einem Gase (Luft, Dämpfen oder teils Flüssigkeit und teils Gas und Dämpfen) angefüllt war, zu elektrischen Schaltvorgängen benutzt wurden. Für die praktische Anwendbarkeit besitzt eine derartige Auslösevorrichtung aber mannigfache Nachteile, besonders, wenn es sich darum handelt, den Auslöser leicht auswechselbar ao zu gestalten, wie es z. B. für den Zusammenbau mit Schaltern verschiedener Bauart und für die Anpassung an jede gewünschte Stromstärke notwendig ist. Der Zweck der Innenbeheizung ist in erster Linie die Eras zielung kurzer Ansprechzeiten bei hohen Stromstärken. Man hat bei Auslösern für sehr geringe Ströme die Heizvorrichtung an dem Auslöseglied angebracht und die Wicklung an den Bewegungen des Auslösegliedes teilnehmen lassen. Diese Ausführung führt leicht zu Kurzschlüssen innerhalb des Auslösers und ist daher praktisch nicht brauchbar. Aber auch bei Apparaten für größere Stromstärken können durch die dynamischen Wirkungen des Stromes bei kurzzeitigen hohen Stromstößen, z. B. bei Kurzschlüssen, Beschädigungen der Wicklung innerhalb des Auslösers herbeigeführt werden, wenn die Heizwicklung unmittelbar in dem Behälter angebracht wird, der auch das Auslöseglied enthält. Zur Vermeidung der vorstehend aufgeführten Nachteile wird nun gemäß der Erfindung die Heizwicklung von dem Auslöseglied derart getrennt angeordnet, daß in dem äußeren von zwei miteinander in Verbindung stehenden, zueinander konzentrisch liegenden zylindrischen Behältern die Heizwicklung und in dem inneren Behälter das Auslöseglied vorgesehen wird. Durch diese Anordnung wird die Möglichkeit geschaffen, die Auslösevorrichtung auswechselbar zu gestalten. Ferner wird dadurch eine besonders günstige Wärmeübertragung von der Heizwicklung auf das Auslöseglied erzielt, da die Wicklung das Auslöseglied umschließt, so daß Wärmeverluste, die bei anderer Ausführung auftreten, vermieden werden. Durch die Verbindung der beiden Behälter und durch ihre vollständige Füllung mit einer elektrisch isolierenden und Wärme gut leitenden Flüssigkeit, wie z. B. mit öl, die auch die Heizwicklung völlig umschließt, wird die

in der Heizwicklung entstehende Wärme unmittelbar auf das Auslöseglied übertragen, soweit nicht eine Wärmeübertragung über die Metallteile bereits stattgefunden hat. Da die beiden Behälter miteinander durch die Ölfüllung in Verbindung stehen, muß naturgemäß die auftretende Volumenvergrößerung sofort zur Auswirkung kommen, obwohl die Heizwicklung nicht in dem eigentlichen Au-slösegliede angebracht ist. Der Auslöser ist also befähigt, auch bei kurzzeitigen hohen Stromstößen sofort anzusprechen. Dabei ist durch die Möglichkeit, die Heizwicklung unverrückbar in dem äußeren Behälter anzuordnen, die Gewähr gegeben, daß Beschädigungen der Wicklung bei Kurzschlüssen usw. vermieden werden. Die grundsätzliche Anordnung gestattet nun die Herstellung von leicht auswechselbaren Auslösern z. B. in Form von Patronen, die für beliebige Stromstärken gebaut und für die verschiedensten Schaltvorrichtungen verwendet werden können. Gegenüber bekannt gewordenen Anordnungen besitzen diese auswechselbaren Auslöser mit einem durch Volumenvergrößerung einer beheizten Flüssigkeit (z. B. Öl) gesteuerten Auslöseglied neben der kurzen Ansprechzeit bei hohen Stromspitzen den Vorteil der verhältnismäßig großen Auslösekraft und der selbsttätigen Rückführfoarkeit in den jeweiligen Betriebszustand entsprechend der fließenden Stromstärke.

Verschiedene Ausführungsmöglichkeiten derartiger Auslösevorrichtungen sollen durch die Abb. 1 bis 4 erläutert und nachstehend beschrieben werden.

In der Abb. 1 ist ein als auswechselbare Patrone gebauter thermischer Auslöser gemäß der Erfindung dargestellt, bei dem ein Ausdehnungsgefäß zur Verwendung kommt, das mit 1 bezeichnet ist. Das Ausdehnungsgefäß besteht aus einem dünnwandigen Kupferrohr mit einer großen Anzahl von Faltungen der Wandung, so daß das Rohr in Längsrichtung beweglich gemacht ist. Das eine Ende des Ausdehnungsgefäßes ist vollkommen verschlossen und mit einem Kolben 2 versehen, der in dem rohrförmigen Körper 3 geführt ist. Das innere Ende des Ausdehnungsgefäßes ist an dem rohrförmigen Körper festgelötet oder verschweißt, steht jedoch in Verbindung mit dem eigentlichen Flüssigkeitsbehälter 4, der in Form einer Metallkappe ausgebildet ist. Durch einen isolierenden Dichtungsring 5 wird der Flüssigkeitsbehälter vollkommen abgeschlossen und zugleich das Innenrohr 3 gegenüber dem Mantel 4 isoliert. Eine Isolationsplatte 6 isoliert das Rohrende gegenüber dem Mantel 4. Die Heizwicklung 7 ist mit dem einen Ende an dem Mantel 4, mit dem anderen Ende an dem Metallkörper 3 angeschlossen. Durch z. B. vier Öffnungen 8 am inneren Ende des Körpers 3 wird die Verbindung der die Heizwicklung umspülenden Isolierflüssigkeit mit dem Innern des Ausdehnungsgefäßes hergestellt. Durch die von der Heizwicklung ausgehende Erwärmung wird der gesamte Flüssigkeitsinhalt des Auslösers auf einen solchen Rauminhalt gebracht, daß das Ausdehnungsgefäß einen diesem Rauminhalt entsprechenden Bewegungsvorgang ausführt, durch den mechanische oder elektrische Schaltvorgänge eingeleitet oder bewirkt werden können. Die Bewegung ist eine unmittelbare, da die Ausdehnung der Flüssigkeit infolge Erwärmung bzw. Stromsteigerung ohne Verzögerung vor sich geht. Bei Rückgang der .Stromstärke bzw. der Erwärmung geht das Ausdehnungsgefäß in seine Ausgangsstellung zurück bzw. nimmt eine solche Endstellung ein, die der gerade herrschenden Erwärmung entspricht.

Durch die Abb. 2 ist eine andere Ausführungsart des neuen thermischen Auslösers dargestellt. Der Außenmantel 4 umgibt die Isolierflüssigkeit 9 und eine Heizspule 7, die auf einen Spulenkörper 10 aufgewickelt ist. Das innere Ende der Heizspule ist an den Spulenkörper 10, das äußere Ende an den go Metallmantel 4 angeschlossen. Unter Zwischenschaltung einer gut dichtenden Isolierscheibe 5 wird mittels der Verschraubung 11 ein vollständiger Abschluß des thermischen Auslösers erzielt. Die Isolierflüssigkeit 9 vermag durch die Öffnungen 12 in den Innenräum des Körpers einzutreten. In dem Hals des Spulenkörpers 10 wird dichtschließend ein Kolben 13 geführt, der in die Flüssigkeit eintaucht. Tritt eine Erwärmung der Flüssigkeit durch die Heizspule ein, so dehnt sich die Flüssigkeit aus, wodurch der Kolben 13 bewegt wird. Durch den sich bewegenden Kolben, der bei Rückgang der Erwärmung selbsttätig in die der vorliegenden Erwärmung entsprechende Lage bzw. in die Endlage zurückgeht, können Schaltvorgänge ausgeführt werden. Die Einwirkung der Spule auf die Isolierflüssigkeit ist auch hier eine unmittelbare, da die Flüssigkeit die Hohl- no räume der Wicklung ausfüllt.

Um die Ansprechzeit bei kurzzeitigen hohen Überlastungen noch weiter herabzusetzen, kann es von Vorteil sein, an dem Ende des Kolbens einen kleinen Eisenkern 14 anzubringen, der bei bestimmten Belastungswerten, z. B. bei auftretenden Kurzschlüssen, in die Spule 7 hineingezogen wird. Zu der rein thermischen Wirkung, die von der Spule ausgeht, kommt also noch eine elektromagnetische ,Wirkung hinzu, die im Sinne einer Beschleunigung der Abschaltung wirkt

bzw. eine Erhöhung der Kraftwirkung bedeutet, die von dem Kolben 13 ausgeübt werden kann. In sinngemäßer Weise läßt sich die gleiche Anordnung bei dem thermischen Auslöser mit Ausdehnungsgefäß verwenden, wie ihn die Abb. 4 zeigt. In dieser Darstellung ist die Heiz- und Zugspule in der unteren Hälfte der Patrone angeordnet. Der Eisenanker 14 ist bei dieser Bauart ein Stück Rohr, das an dem Messingrohr 15 befestigt ist. Dieses ist an seinem unteren Ende mit dem Führungskolben 2 am unteren Ende des Ausdehnungsgefäßes verbunden. Da die Bezeichnungen die gleichen sind, wie in der Abb. ι angewendet, so erübrigt sich eine besondere Beschreibung.

Wie sich aus den Abb. 1, 2 und 4 ergibt, sind die Auslöser als Einschraubpatronen ausgebildet. Durch die Abb. 3 ist die Anwendung einer solchen Patrone in einem Sicherungselementkörper nach Art der Bauart von Schmelzsicherungen dargestellt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Überstrom-Wärmeauslösevorrichtung mit einem durch Volumenvergrößerung einer beheizten Flüssigkeit (z. B. Öl) gesteuerten Auslöseglied, dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren von zwei miteinander in Verbindung stehenden, zueinander konzentrisch liegenden zylindrischen Behältern die Heizwicklung und in dem inneren Behälter das Auslöseglied angeordnet sind.
2. 2. Überstrom-Wärmeauslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseglied aus einem an dem einen Ende festsitzenden und mit dem Ölraum verbundenen Metallrohr mit Faltungen versehenen Wänden besteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen