DE686606C

DE686606C - electric circuit breakers

Info

Publication number: DE686606C
Application number: DE1938S0130636
Authority: DE
Inventors: Hans Willmann
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1938-01-29
Filing date: 1938-01-30
Publication date: 1940-01-12

Description

Thermischer Auslöser, insbesondere für kleine elektrische Selbstschalter Bei kleinen elektrischen Selbstschaltern pflegt man die von Bimetallstreifen gebildeten thermischen Auslöser so anzuordnen, daß ihre Ausbiegung die Verklinkung eines Zwischenkraftspeichers löst, der die Verklinkung der Ausschaltfeder öffnet. Um den Aufbau des Schalters einfach zu gestalten, hat man vorgeschlagen, den Bimetallstreifen ohne Anwendung eines besonderen Zwischenkraftspeichers auf die Verklinkung der Ausschaltfeder des Schalters wirken zu lassen.Thermal release, especially for small electrical circuit breakers In the case of small electrical self-switches, those formed by bimetal strips are maintained to arrange the thermal release in such a way that its deflection causes the latching of an intermediate energy store solves, which opens the latch of the opening spring. To the structure of the switch easy to make, it has been proposed to use the bimetallic strip without application a special intermediate energy store on the latching of the opening spring of the Let the switch work.

Es ist bekannt, den durch Stromdurchgang beheizten Bimetallstreifen der thermischen Auslöser eine winkelförmige Gestalt zu geben. Durch diese winkelförmige Gestalt ist es möglich, die Bimetallstreifen in einem kleinen Raum unterzubringen. Die bekannten Bimetallstreifen dieser Art haben einen von der Befestigungsstelle ausgehenden Einschnitt, der fast bis zum freien Ende des Bimetallstreifens reicht. Diese Anordnung des Einschnittes hat den großen Nachteil, daß an dem freien Ende des Bimetallstreifens bei großen Belastungen, denen der Bimetallstreifen öfter ausgesetzt ist, eine unzulässige Erwärmung entsteht, die zu Schmelzstellen oder Aufreißen des Bimetallstreifens führt.It is known that the bimetallic strip heated by the passage of current to give the thermal release an angular shape. Through this angular Gestalt it is possible to accommodate the bimetal strips in a small space. The known bimetal strips of this type have one of the attachment point outgoing incision that extends almost to the free end of the bimetal strip. This arrangement of the incision has the major disadvantage that at the free end of the bimetallic strip for high loads to which the bimetallic strip is exposed more often is, an impermissible heating occurs, which leads to melting points or tearing of the Bimetal strip leads.

Auch ist es an den thermischen Auslösern, die einen von einer Heizwicklung beheizten Bimetallstreifen besitzen, bekannt, dem Bimetallstreifen eine winkelförmige Gestalt zu geben. Dieser Bimetallstreifen hat von seiner Befestigungsstelle bis zu seinem Ende, also über die gekrümmte Stelle hinaus, den gleichen aktiven Querschnitt. Es hat die Erfahrung gezeigt, daß solche Bimetallstreifen infolge des großen Querschnittes an der gekrümmten Stelle eine sehr große Beheizung für große Auslösebewegungen erfordern, die nicht immer zur Verfügung steht. Um mit einem Bimetallstreifen innerhalb eines kleinen Raumes betriebssicher sehr große Auslösebewegungen ausführen zu können, wird gemäß der Erfindung folgender... Weg gegangen. Der Bimetallstreifen hat @Pie,@ an sich bekannte winkelförmige Gestalt. @Ex' erhält an der gekrümmten Stelle Ausschnitte; die sich nur etwas in den zwischen der gekrümmten Stelle und der Befestigungsstelle liegenden Bereich des Bimetallstreifenserstrecken, so daß der Bimetallstreifen in diesem Bereich teilweise ungeschwächt ist. Wird der Bimetallstreifen des. Auslösers durch Stromdurchgang beheizt, so hat zweckmäßig der Bimetallstreifen einen von der Befestigungsstelle ausgehenden, in einer Entfernung von den an der gekrümmten Stelle befindlichen Ausschnitten endenden Einschnitt. Wird der Bimetallstreifen von außen beheizt, so ist vorteilhaft an der gekrümmten, mit den Ausschnitten versehenen Stelle des Birnetallstreifens ein keramisches Rohr mit einem darin befindlichen, bifilar gewickelten Heizwiderstand angeordnet, der an der Innenwand des keramischen Rohres anliegt.It is also up to the thermal release, which has a heating coil have heated bimetal strips, known, the bimetal strip an angular To give shape. This bimetal strip has from its attachment point up at its end, i.e. beyond the curved point, the same active cross section. Experience has shown that such bimetallic strips due to the large cross-section require a very large amount of heating for large release movements at the curved point, which is not always available. To with a bimetal strip perform very large triggering movements reliably within a small space to be able to, the following ... route is taken according to the invention. The bimetal strip @ Pie, @ has a familiar angular shape. @Ex 'gets on the curved Place cutouts; which is just something in the between the curved point and the area of the bimetal strip lying near the fastening point, so that the bimetallic strip is partially not weakened in this area. Becomes the bimetal strip Des. Trigger heated by the passage of current, the bimetallic strip has expediently one emanating from the attachment point at a distance from those at the curved point located cutouts ending incision. Becomes the bimetal strip heated from the outside, it is advantageous on the curved one provided with the cutouts Place the pear metal strip a ceramic tube with a bifilar wound heating resistor arranged on the inner wall of the ceramic Pipe.

Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1, 3 bis 6 mehrere Ausführungsbeispiele des thermischen Auslösers. gemäß der Erfindung für einen Selbstschalter. In der Fig.2 ist ein Selbstschalter mit dem thermischen Auslöser gemäß der Erfindung dargestellt.The drawing shows several exemplary embodiments in FIGS. 1, 3 to 6 of the thermal release. according to the invention for an automatic switch. In the Fig.2 shows a circuit breaker with the thermal release according to the invention.

Der in der Fig.2 dargestellte Selbstschalter besitzt nur eine Verklinkung i i, 12. Der Schalter ist in der Ausschaltstellung dargestellt. Die beiden Klinkenglieder i i, 12 stehen bereits wieder im Eingriff. Der Schalter ist wieder einschaltbereit. Im Einschaltzustand ist das Klinkenglied 12 etwas nach links gedreht und stützt sich nach unten gegen die kleine stufenartige Innenecke am oberen Ende des Klinkengliedes i i ab. Die Auslösung wird mittels des thermischen Auslösers io herbeigeführt, der von einem winkelförmig gebogenen Bimetallstreifen gebildet ist. Der Bimetallstreifen ist in der Fig. i für sich dargestellt. Beim Auslösen der Verklinkung wirkt der Bimetallstreifen i o mit seinem freien Ende auf den Anschlag 13 an dem bei 1 ¢ ortsfest drehbar gelagerten Klinkenglied i i ein und dreht dieses nach links, so daß das Klinkenglied 12 freigegeben wird.The automatic switch shown in Figure 2 has only one latch i i, 12. The switch is shown in the off position. The two pawl links i i, 12 are already engaged again. The switch is ready to be switched on again. In the switched-on state, the pawl member 12 is rotated slightly to the left and supports down against the small step-like inner corner at the upper end of the pawl link i i from. The trip is brought about by means of the thermal release io, the is formed by an angularly bent bimetal strip. The bimetal strip is shown in Fig. i by itself. When the latch is triggered, the Bimetallic strip i o with its free end on the stop 13 on the 1 ¢ stationary rotatably mounted pawl member i i and rotates it to the left, so that the Pawl member 12 is released.

Um bei Inanspruchnahme von möglichst wenig Raum die vom Bimetallstreifen hergegebene Kraft besonders vorteilhaft auszunutzen, sind der Bimetallsireifen und dass Klinkenglied i i so angeordnet, daß das freie Ende des Bimetallstreifens auf den Anschlag 13 in tangentialer Richtung, bezogen auf das Lager 14 des Klinkengliedes als Kreismittelpunkt, einwirkt. Das Lager 14 ist zweckmäßig tiefer als die höchste Stelle des Bimetallstreifens angeordnet.In order to use up as little space as possible from the bimetal strip The bimetallic tires and to use given power particularly advantageously that pawl member i i arranged so that the free end of the bimetal strip on the stop 13 in the tangential direction, based on the bearing 14 of the pawl member acts as the center of the circle. The bearing 14 is expediently deeper than the highest Place of the bimetal strip arranged.

Eine Klemmschraube 15 am Sockel des Selbstschalters ist für den elektrischen Anahluß des Auslösers vorgesehen und kann gfeichzeitig als Befestigungsorgan dienen. An sie-ist beispielsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, der Fuß eines vermittels unmittelbaren Stromüberganges beheizten Auslösers i o angeschlossen. Es kann hier jedoch auch, wie Fig. q. zeigt, der Fuß eines Trag- und Stromzuführungsteiles 1 7 der Heizeinrichtung 16 eines mittelbar beheizten Auslösers i o' angeschlossen werden. Der Fuß des Auslösers i o' ist im letzteren Fall an ein ortsfestes, Metallstück 18 angeschweißt.A clamping screw 15 on the base of the automatic switch is for the electrical Anahluß the trigger provided and can serve as a fastening element at the same time. For example, as shown in FIG. 2, the foot of an intermediary is attached to it Current transfer heated trigger i o connected. However, it can also be like Fig. q. shows the foot of a support and power supply part 1 7 of the heating device 16 of an indirectly heated trigger i o 'can be connected. The foot of the trigger i o 'is welded to a stationary metal piece 18 in the latter case.

Die Fig. 3 zeigt einen vom Strom unmittelbar beheizten Bimetallstreifen, von der Seite gesehen. In dieser Figur sind außer dem Bimetallstreifen noch Einzelteile des Selbstschalters, die unmittelbar mit dem Bimetallstreifen zusammenwirken, dargestellt. Der Bimetallstreifen io hat an der gekrümmten Stelle Ausschnitte 19, die sich nur etwas in den zwischen der gekrümmten Stelle und der Befestigungsstelle liegenden Bereich des Bimetallsireifens erstrecken, so da.ß der Bimetallstreifen in diesem Bereich teilweise ungeschwächt ist. Durch diese Ausbildung des Bimetallstreifens gelingt es, dem Bimetallstreifen eine große aktive Breite zu geben, ohne daß eine große Beheizung erforderlich ist. Je größer die Breite ist, desto mehr Wärme kann infolge der Schwächung der gekrümmten Stelle zugeführt werden. Es treten also an der geschwächten Stelle größere Erwärmungen auf, als wenn die gebogene Stelle ungeschwächt wäre. Dazu kommt noch, daß eine gegebene Wärmemenge an einer im Querschnitt geschwächten Stelle größere Formänderungen als an einer ungeschwächten Stelle verursachen kann. Außer den Ausschnitten i 9 an der gekrümmten Stelle hat der unmittelbar beheizte Bimetallstreifen zur Beeinflussung der Stromverteilung einen an sich bekannten, von der Befestigungsstelle ausgehenden Einschnitt 2o, der in einer Entfernung von den an der gekrümmten Stelle befindlichen Ausschnitten i9 endet. Der Weg des Stromes von der einen Anschlußstelle zu der anderen führt im wesentlichen zwischen den Anschlußstellen einerseits und den an der Krümmung befindlichen Ausschnitten anderseits hindurch, so daß die hier erzeugte Wärme durch Wärmeleitung auf den gekrümmten und den dahinterliegenden Bereich des Bimetallstreifens übergeht. Das freie Ende des Bixnetallstreifens wird praktisch vom Strom nicht durchflossen. Hierdurch sind unzulässige Erwärmungen des freien Endes des Bimetallstreifens vermieden, die bei übermäßigen Belastungen des Bimetallstreifens auftreten können.Fig. 3 shows a bimetal strip directly heated by the current, seen from the side. In addition to the bimetal strip, there are also individual parts in this figure of the circuit breaker, which interact directly with the bimetallic strip, is shown. The bimetallic strip io has cutouts 19 at the curved point, which are only something in the lying between the curved point and the attachment point Extend the area of the bimetal tire, so that the bimetal strip in this Area is partially not weakened. Through this formation of the bimetal strip succeeds in giving the bimetal strip a large active width without a large heating is required. The greater the width, the more heat it can produce are fed due to the weakening of the curved point. So it's going to take place the weakened point generates greater warming than if the bent point were not weakened were. In addition, a given amount of heat at a weakened in cross-section Location can cause larger changes in shape than at a non-weakened location. Apart from the cutouts i 9 at the curved point, the directly heated one has Bimetal strips for influencing the current distribution a known per se, incision 2o emanating from the point of attachment and at a distance of the cutouts i9 located at the curved point ends. The way of the stream from one connection point to the other leads essentially between the connection points on the one hand and the cut-outs located at the curvature on the other, so that the heat generated here by conduction to the curved one and the one behind it Area of the bimetal strip passes. The free end of the bi-metal strip will practically not flowed through by the current. This causes impermissible heating of the free end of the bimetal strip avoided that with excessive charges of the bimetal strip can occur.

Für besonders kleine Auslösestromstärken kann in den Selbstschalter nach Fig. 2, ohne daß bauliche Veränderungen erforderlich werden, statt des unmittelbar beheizten Auslösers io ein mittelbar beheizter Auslöser io' gemäß Fig. ¢ und 5 eingesetzt werden. Dieser mittelbar beheizte Auslöser, hat wie der vom Strom unmittelbar beheizte Auslöser einen Bimetallstreifen, der an der gekrümmten Stelle mit Ausschnitten 19 versehen ist. In besonders ,günstiger Weise läßt sich dieser Bimetallstreifen mit Beheizung von außen in der Weise ausbilden, daß in die Krümmung des Bimetallstreifens ein Heizkörper 16 eingelegt wird, der, wie die Fig.6 zeigt, aus einem keramischen Rohr 21 mit darin untergebrachtem, bifilar gewickeltem Heizwiderstand 22 besteht. Dieser Heizwiderstand liegt dicht an der Innenwandung des keramischen Rohres an. Das keramische Rohr gewährleistet eine zuverlässige Isolation zwischen der Heizwicklung und dem Bimetallstreifen. Durch die bifilare Ausbildung des. Heizwiderstandes ist erreicht, daß sich die elektrodynamischen Kräfte in dem: Heizwiderstand aufheben, so daß beim Auftreten von Kurzschlüssen sich nicht der Heizwiderstand zusammendrückt.For particularly small tripping currents, the circuit breaker according to Fig. 2, without structural changes are required, instead of immediately heated trigger io an indirectly heated trigger io 'according to Fig. ¢ and 5 used will. This indirectly heated trigger, like the one directly heated by the current, has Trigger a bimetallic strip, which at the curved point with cutouts 19 is provided. This bimetallic strip can be used in a particularly favorable way Train heating from the outside in such a way that in the curvature of the bimetallic strip a heater 16 is inserted, which, as Figure 6 shows, made of a ceramic Tube 21 with a bifilar wound heating resistor 22 housed therein. This heating resistor lies close to the inner wall of the ceramic tube. The ceramic tube ensures reliable insulation between the heating coil and the bimetal strip. The bifilar design of the heating resistor is achieves that the electrodynamic forces cancel each other out in: so that when a short circuit occurs, the heating resistor does not compress.

Abgesehen davon, daß durch die Erfindung direkt und indirekt beheizte Auslöser ohne bauliche Veränderung am Schalter wahlweise verwendbar sind, hat die Erfindung den Vorteil, daß mit beiden Auslösearten praktisch die gleiche Form der Ausbiegung des freien Endes. der Bimetallstreifen und damit die gleiche Form der Stroinzeitkennlinie für beide Auslösearten erzielt werden kann. Weitere Vorteile sind leichte Zusammensetzbarkeit, übersichtliche Anordnung und hohe Isolation der stromführenden Teile.Apart from the fact that directly and indirectly heated by the invention Triggers can optionally be used without structural changes to the switch, has the Invention has the advantage that with both types of triggering practically the same form of Deflection of the free end. the bimetal strip and thus the same shape of the Stroin time characteristic can be achieved for both types of tripping. Other advantages are easy to assemble, clear arrangement and high insulation of the live parts.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Thermal release, especially for small ones electrical circuit breaker, consisting of an angularly bent bimetal strip, characterized in that the bimetal strip cutouts at the bent point that is only slightly in between the bent point and the fastening point lying area of the bimetal strip so that the bimetal strip is partially not weakened in this area.

2. Trigger according to claim i with heating by passage of current, characterized in that the bimetal strip is one of going out from the fastening point, at a distance from those on the curved one Point located cutouts has ending incision.

3. Trigger according to claim i with heating from the outside, characterized in that at the curved point of the bimetallic strip is a ceramic tube with a bifilar inside wound heating resistor is arranged on the inner wall of the ceramic Pipe.