DE707818C

DE707818C - Thermal trigger

Info

Publication number: DE707818C
Application number: DES133245D
Authority: DE
Inventors: Dr Dorfman Hiller
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1937-07-31
Filing date: 1938-07-31
Publication date: 1941-07-04
Also published as: US2199622A

Description

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DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
4. JULI 1941ISSUED ON
JULY 4, 1941

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVI707818
KLASSE 21 c GRUPPE 69JVI707818
CLASS 21 c GROUP 69

D. Dorfman Hiller in Wilkinsburg, Penns., V. St. A.,D. Dorfman Hiller of Wilkinsburg, Pa., V. St. A.,

ist als Erfinder genannt worden.has been named as the inventor.

Siemens-Schuckertwerke Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt
Thermischer AuslöserSiemens-Schuckertwerke Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt
Thermal release

Patentiert im Deutschen Reich vom 31. Juli 1938 an
Patenterteilung bekanntgemacht am 29. Mai 1941Patented in the German Reich from July 31, 1938
Patent granted on May 29, 1941

ist in Anspruch genommen.is used.

Die Erfindung betrifft thermische Auslösevorrichtungen, deren wärmeempfindliches Glied in einem an mehreren Stellen mit Um-« biegungen versehenen Bimetallstreifen besteht. The invention relates to thermal release devices, their heat-sensitive The link consists of a bimetallic strip provided with bends in several places.

Es sind bereits Vorschläge für thermische Auslösevorrichtungen mit einem Bimetallstreifen bekanntgeworden, der spiralenförmig gewunden ist. Solche Ausführungen habenThere are already proposals for thermal release devices with a bimetal strip became known, which is coiled in a spiral. Have such designs

»° jedoch grundsätzlich den Nachteil, daß das innere Ende des Streifens von der Spirale umschlossen wird, ein Anschluß also seitwärts herausgeführt werden muß, woraus sich ein verhältnismäßig hoher Raumbedarf ergibt.»° however, basically the disadvantage that the inner end of the strip from the spiral is enclosed, so a connection must be led out sideways, from which a results in a relatively high space requirement.

Gegen die weiterhin früher auch schon in Betracht gezogene Anordnung eines Bimetallstreifens in Schlangenlinienform bestand das Bedenken, daß deswegen, weil das sich stärker ausdehnende Metall einmal an der Innen.--seite, das andere Mal an der äußeren Seite liegt, sich die Wirkungen gegenseitig aufheben. Against the arrangement of a bimetal strip, which was also considered earlier in serpentine form there was concern that because it was stronger expanding metal once on the inside, the other time on the outside lies, the effects cancel each other out.

Das Kennzeichen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Bimetallstreifen nur auf einem Teil seiner Länge, und zwar in einem Bereich in der Nachbarschaft seiner Befestigungsstelle, mit einer oder mehreren wellenförmigen Umbiegungen versehen ist.The characteristic of the present invention is that the bimetal strip only over part of its length, in an area in the vicinity of it Attachment point, is provided with one or more wave-shaped bends.

Dadurch lassen sich thermische Auslöser von großer Stabilität mit besonders großem· Arbeitsweg und mit 'einer bei plötzlicher starker Erhitzung besonders raschen Wirkung schaffen. Dabei ist der Raumbedarf eines solchen Auslösers nur verhältnismäßig gering.This allows thermal releases of great stability with a particularly large Way to work and with a particularly rapid effect in the event of sudden strong heating create. The space required for such a trigger is only relatively small.

Zur Erläuterung ist in Abb. 1 ein elektrischer Selbstschalter mit einem thermischen Auslöser nach der Erfindung gezeigt. In Abb. 2 und 3 ist der dabei verwendete Bimetallauslöser in zwei verschiedenen An-To explain this, Fig. 1 shows an electrical circuit breaker with a thermal one Shown trigger according to the invention. In Fig. 2 and 3 is the one used Bimetal release in two different ways

sichten für sich dargestellt. Abb. 4 zeigt eine besondere, hiervon abweichende Ausführungsform des Auslösers. views presented for themselves. Fig. 4 shows a special, different embodiment of the trigger.

Der Stromverlauf geht bei dem Selbstschalter nach Abb. 1 von der links liegenden Anschlußklemme 19 über eine biegsame Leitung ~j zum freien Ende des Bimetallauslösers 15; von hier durch den Bimetallstreifen selbst hindurch zu dem Schaltarm 9 mit dem beweglichen Schaltstück 11 und von da aus über das feste Schaltstück/ und die Leitung 29 zur rechts liegenden Anschlußklemme 21.In the circuit breaker according to FIG. 1, the current flow goes from the terminal 19 on the left via a flexible line ~ j to the free end of the bimetallic release 15; from here through the bimetallic strip itself to the switching arm 9 with the movable switching piece 11 and from there via the fixed switching piece / and the line 29 to the terminal 21 on the right.

Der Schaltarm 9, der das bewegliche Schaltstück trägt, wird durch ein Kniehebelsystem 41, 43 gesteuert, das sich mit seinem Gelenkpunkt 55 gegen eine bei 6g drehbar gelagerte Sperrplatte 45 abstützt. Die Sperrplatte besitzt einen klinkenähnlichen Vorsprung71, vermittels dessen sie durch den Auslöser 15 in der Einschaltstellung gehalten wird.The switching arm 9, which carries the movable switching piece, is controlled by a toggle lever system 41, 43, which is supported with its pivot point 55 against a locking plate 45 rotatably mounted at 6g. The locking plate has a pawl-like projection 71, by means of which it is held in the switched-on position by the trigger 15.

Die willkürliche Betätigung des Schalters erfolgt mittels des Schalthebels 49, eines Kipphebels, an dem das eine Ende an dem Gelenkpunkt 51 des Kniehebelsystems befestigt ist. Wird der Schalthebel nach links bewegt und der Kniehebel dadurch mittels der Feder über den Totpunkt gebracht, so schaltet die Feder den Schalter schlagartig aus. Wird der Schalthebel 49 von links nach rechts geführt, so wird der Kniehebel vermittels der Feder 47 in die gezeichnete Lage gebracht und der Schalter eingeschaltet. Bei der selbsttätigen Auslösung dagegen bewegt sich das freie Ende des thermischen Auslösers 15 nach links, so daß die Sperrplatte 45 mit dem Klinkenvorsprung unter dem Einnuß der Feder 47 um ihren Drehpunkt 69 nach rechts geschwenkt wird und der Schalter selbsttätig ausschaltet. Um ihn wieder einschalten zu können, muß der Schalthebel 49 zunächst nach links in seine Ausschaltstellung geführt werden, in welcher sich der Klinkenvorsprung an dem Auslöser verklinken kann, sofern dieser wieder seine ursprüngliche Lage eingenommen hat.The arbitrary actuation of the switch takes place by means of the switch lever 49, one Rocker arm on which one end is attached to the articulation point 51 of the toggle system is. If the shift lever is moved to the left and the toggle lever is activated by means of the If the spring is brought above the dead center, the spring suddenly switches off the switch. Will the switching lever 49 guided from left to right, the toggle lever is by means of the Spring 47 brought into the position shown and the switch turned on. With the automatic release, however, the free end of the thermal moves Trigger 15 to the left, so that the locking plate 45 with the latch projection below the infeed of the spring 47 is pivoted about its pivot point 69 to the right and the Switch switches off automatically. In order to be able to turn it on again, the gearshift lever must 49 are initially led to the left in its off position, in which the pawl projection can latch on the trigger, provided that it is back has taken up its original position.

Die Auslöseeinrichtung 15 besteht in demThe release device 15 consists in the

Bimetallstreifen 79, der an seinem unteren Ende, das rechtwinklig umgebogen ist, auf der Schaltergrundplatte befestigt ist. Das obere freie Ende des Bimetallstreifens trägt eine Klinkenplatte S", die normalerweise mit dem Vorsprung 71 in Eingriff steht und zweckmäßig von dem Bimetallstreifen durch Glimmer o. dgl. isoliert ist.Bimetal strip 79, which is attached to the switch base plate at its lower end, which is bent at right angles. The upper free end of the bimetal strip carries a latch plate S ″ which normally engages the projection 71 and is suitably isolated from the bimetal strip by mica or the like.

Der Bimetallstreifen 79 ist mit einigen Umbiegungen von kleinem Krümmungsradius versehen, so daß er dicht nebeneinander verlaufende schlangenlinienförmige Teile 91, 93 besitzt. Diese befinden sich in der Xähe der rechtwinkligen Umbiegung neben der Befestigungsfläche. Ein verhältnismäßig langer, gestreckt verlaufender Teil 97 führt von dem Bereich dieser mäanderähnlichen Formgebung zu dem oberen, freien Ende des Bimetall-Streifens. The bimetal strip 79 is provided with a few bends with a small radius of curvature, so that it has serpentine parts 91, 93 owns. These are located near the right-angled bend next to the mounting surface. A relatively long, stretched part 97 leads from the area of this meandering shape to the upper, free end of the bimetal strip.

Diejenige Faser des Bimetallstreifens 79, die den größeren Ausdehnungskoeffizienten besitzt, ist der Schaltmechanik zugewendet, so · daß bei Erhitzung des Streifens dessen freies Ende in Richtung von der Schaltermechanik hinwegbewegt wird.That fiber of the bimetal strip 79, which has the greater coefficient of expansion, is turned towards the switching mechanism, so that when the strip is heated, its free End is moved away in the direction of the switch mechanism.

Die Querschnittsrläche des Streifens 79 kann so groß gewählt werden, daß der vom Strom durchrlossene Auslöser die höchsten auftretenden Überströme bzw. Kurzschlußströme führen kann, ohne dadurch beschädigt zu werden. Diese reichliche Bemessung des Streifenquerschnitts, die infolge der besonders großen Länge des Streifens oline gleichzeitige Verringerung seines Gesamtwiderstandes möglich wird, hat auch den Vorteil, daß der Bimetallauslöser eine besonders große Steifigkeit erhält und das verlangte mecha- 8; nische Arbeitsvermögen ohne weiteres aufbringt. Infolge der Verwendung eines Auslösers nach der Erfindung kann also z. B. bei einem Selbstschalter, wie er in Abb. 1 gezeigt ist, eine verhältnismäßig stark bemessene gi> Schaltfeder angewendet werden.The cross-sectional area of the strip 79 can be chosen so large that the from Current-flowing releases have the highest overcurrents or short-circuit currents without being damaged. This ample dimensioning of the strip cross-section, as a result of the particularly long length of the strip oline at the same time reducing its total resistance becomes possible also has the advantage that the bimetal release has a particularly large one Stiffness is maintained and the required mecha- 8; niche ability to work easily. As a result of the use of a trigger according to the invention can, for. B. at a circuit breaker, as shown in Fig. 1, a relatively large dimensioned gi> Switching spring can be applied.

Die in scharfen Biegungen umkehrenden Teile 91 und 93 des Streifens ergeben eine Form, bei der die wirksame Länge des Streifens erheblich größer gemacht werden kann, als die größte Ausdehnung der Auslösevorrichtung in einer Richtung beträgt, so daß der Arbeitsweg des Auslösers auch bei kleinen Überlastungen von einer bestimmten Dauer hinreichend groß berneßbar ist.The portions 91 and 93 of the strip reversing in sharp bends result in a Shape in which the effective length of the strip can be made considerably larger, than the greatest extension of the trip device in one direction, so that the travel of the trigger even with small overloads of a certain one Duration is sufficiently large to be eaten.

Die Umbiegungen der schlangenlinienförmigen Teile 91 und 93 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel so in dem Streifen angeordnet, daß der Arbeitsweg des freien Endes des Streifens möglichst groß wird. Bei Erhitzung auf eine bestimmte Temperatur bewirkt die resultierende Krümmung der schlan- · genlinienförmigen Teile eine bestimmte Abbiegung des gestreckten Teiles gj, so daß der Arbeitsweg des freien Endes des Streifens erheblich größer ist als der von der Ausbiegung des gestreckten Teiles 97 allein herrührende Arbeitsweg. Außerdem werden durch die Formgebung des Streifens auch die Abstrahlungsverluste in dem Bereich, der den größten Teil des Arbeitsweges hervorbringt, stark vermindert, da sich die einander gegenüberliegenden Strecken des Streifens gegenseitig thermisch anstrahlen können.The bends of the serpentine parts 91 and 93 are arranged in the shown embodiment in the strip that the working path of the free end of the strip is as large as possible. When heated to a certain temperature, the resulting curvature of the serpentine parts causes a certain bending of the stretched part gj, so that the working path of the free end of the strip is considerably greater than the working path resulting from the bending of the stretched part 97 alone. In addition, the shape of the strip also greatly reduces the radiation losses in the area that produces the largest part of the travel to work, since the opposing stretches of the strip can radiate each other thermally.

Der Streifen besitzt drei Umbiegungen von sehr kleinem Krümmungsradius, die mit 99, ίο ι und 103 bezeichnet sind. Der den Strei-The strip has three bends with a very small radius of curvature, with 99, ίο ι and 103 are designated. Who the strike

fen durchfließende Strom bevorzugt naturgemäß den kürzesten Weg und konzentriert sich daher an den beiden Umbiegungen 99 und 103, besonders auf die Faser des Streifens mit größerem Ausführungskoeffizienten, während er lediglich an der einen Umbiegungsstelle 101 die Faser mit dem geringeren Ausdehnungskoeffizienten in stärkerem Maße beheizt. Die Stromkonzentration in der sich stärker ausdehnenden Faser an den beiden Umbiegungsstellen 99 und 103 trägt erheblich zur Vergrößerung des Arbeitsweges bei.The stream flowing through naturally prefers the shortest route and concentrates therefore at the two bends 99 and 103, especially on the fiber of the strip with a larger design coefficient, while it is only at the one bend point 101 the fiber with the lower coefficient of expansion heated to a greater extent. The current concentration in the expanding fiber at the two bend points 99 and 103 contribute significantly to increasing the distance to work.

Hinzu kommt noch, daß der Stromweg in den vom Strom durchfiossenen parallel verlaufenden Teilen 9 r bis 93 des Streifens in entgegengesetzten Richtungen verläuft, wie es durch Pfeile in Abb. 2 angegeben ist. Dadurch wird bewirkt, daß die gestreckten Teile der Wellen sich gegenseitig magnetisch abstoßen. Auch diese magnetischen bzw. elektrodynamischen Kräfte begünstigen die Arbeitsweise des Auslösers im Sinne eines großen Arbeitsweges und einer raschen Arbeitsweise. Der Bimetallstreifen 79 kann auf seiner gesamten Länge überall dieselbe Breite besitzen. Er kann aber auch, insbesondere zur Vergrößerung seines Widerstandes, im Bedarfsfall nach dem freien Ende zu verjüngt sein.In addition, the current path runs parallel to the one through which the current flows Divide 9r to 93 of the strip in opposite directions as it runs indicated by arrows in Fig. 2. This causes the stretched parts of the waves repel each other magnetically. These are also magnetic or electrodynamic Forces favor the operation of the trigger in the sense of a large one Commute and a quick way of working. The bimetal strip 79 can be on his entire length have the same width everywhere. But it can also, especially for Enlargement of its resistance, tapering towards the free end if necessary be.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Bimetallstreifen 79' mit in kleinen Bogen umkehrenden Strecken 91', 93' versehen, welche im Gegensatz zu den Bogen 91 bis 93 der Ausführungsform nach Abb. 2 und 3 waagerecht anstatt senkrecht zur Befestigungsiläche verlauten. Eine solche Ausführung hat ähnliche Eigenschaften wie die zuerst beschriebene Ausführungsform, mit dem Unterschied, daß das freie Ende des Bimetallstreifens bei Erwärmung sich in Richtung nach links schräg aufwärts statt nur im wesentlichen in der Richtung nach links seitlich hinbewegt. In the embodiment according to FIG. 4, the bimetallic strip 79 'is in small arches reversing stretches 91 ', 93', which in contrast to the arcs 91 to 93 the embodiment according to Fig. 2 and 3 horizontally instead of perpendicular to the fastening surface announce. Such an embodiment has properties similar to the one described first Embodiment, with the difference that the free end of the bimetal strip when heated, diagonally upwards in the direction to the left instead of only essentially sideways in the direction to the left.

Claims

Patent claims:

1. Thermal trigger, its heat-sensitive member in a serpentine-like Bimetallic strips provided with bends, characterized in that that the bimetal strip only on part of its length, in an area in the vicinity of it Attachment point, is provided with one or more wave-shaped bends.

2. Thermal release according to claim i, characterized in that the stretched parts of the waveform run approximately perpendicular to the working path of the free end of the strip.

3. Thermal release according to claim ι and 2. characterized in that that the stretched parts of the waveform are roughly parallel to the working path of the free End of the strip.

4. Thermal release according to claim ι to 3, characterized in that that the bends of the waveform and one directly at the clamping point of the Strip located, approximately right-angled bend are arranged so that in the majority of the bends the fiber with the larger expansion coefficient is heated to a greater extent than the fiber with the lower coefficient of expansion.

5. Thermal release according to claim r to 4, characterized in that that the bimetal strip is tapered towards its free end.

1 sheet of drawings