DE747776C

DE747776C - Durch einen Messwandler beheizter Bimetallausloeser

Info

Publication number: DE747776C
Application number: DES136728D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Mueller; Dr-Ing Diet Mueller-Hillebrand
Priority date: 1939-04-13
Filing date: 1939-04-13
Publication date: 1944-10-13

Description

Durch einen Meßwandler beheizter Bimetallauslöser Durch Meßwandler beheizte BimetallauslAser sind in der Form bekannt, daß ein norinaler Meß- oder Streuwandler verwendet wird, der den Primärstrom auf einen kleineren Wert übersetzt und von diesem verkleiiierten Strom einen räumlich getrennt angeordneten Bimetallstreifen beheizt. Der Biiiietallstreifen besitzt hierbei entweder eine ljesondere zusätzliche Heizwicklung aus Wi-Z, derstandsdralit oder weist selbst einen so ,großen Widerstand auf, daß der ihn durchiließende Sekundärstrom in ihm die erforderliche Heizleistung erzeugt.
Außerdem ist es bei Überstromauslösevorrichtungen für Wechselstrom bekannt, den Binietalläuslöser üurch die im Magneteisen entstehenden Wirbelströme und di e'hierdurch hervorgerufenen Wärmeverluste zu bjheizen, derart, daß der*Bimetallstreifen auf dem Magneteisen befestigt und durch eine Kurzschlußwindung zusätzlich geheizt wird. Da die Wärme somit zum größten Teil im Eisen selbst erzeugt wird, wobei der Eisenkern in seinem dem -Bimetallstreifen benachbarten Teil mit -eringerem Querschnitt als in seinem übrigen Teil ausgebildet ist, so wird das Eisen stark erhitzt. Infolgedessen ist es nicht zu vermeiden, daß die Primärwicklung durch Wärme beheizt wird.- Außerdem lassen sich hierbei nur mäßige Temperaturen für denBiinetallstreifen erreichen. Sowohl derartige Überstromauslösevorrichtungen als auch weiterhin bekannte, in derselben Art, d. h. durch das Erhitzen des Kerns beheizte thermische Relais, z. B. thermische Auslöser, bei denen der eine zweckmaßiglamellierteMagnetschenkel unter Zwischenschaltung eines ihn elektrisch und wärmeisolierenden Isolierrohrs vom Strom der zu sohützenden Leitung, Maschine oder des Apparates gespeisten 'Nickluiig trägt, während in der Längsbohrung des anderen mit dem erstgenannten 'Magnetschenkel durch joche verbundenen massiven Sehenkels geschichtete Bimetallscheiben zu dauernden Meß- und untergebracht sind, haben den Nachteil, daß die Wärmu außerhalb ihrer Erzeugungsstelle verwertet #x.-ird und daß die Höhe der die von dein Magnutismus und der Leitfähigkeit des Eisens bei gegebener Mailnietgestalt abhän-en, nicht ininier genau reproduzierbar ist.
Demgegenüber zeichnet sich die Erfindung im wesentlichen dadurch aus, daß die Beheizung des vom #Vandlerkern getrennten Binietallstreifens direkt ausschließlich durch die Verlustwärnie der Sekundärwicklung (Niedervoltwicklung) des NIeßwandlers erfolgt. Hierdurch werden nicht mir die Nachteile der bekannten Batlarten vermieden, sonderil es wird aiii.')errleiii erinöglicht, die Tem- peratur des Binietallstreifens so hoch zu treiben, wie es jeweils wünschenswert ist.
Vorzugsweise kann die Sekundärspule in bekannter Weise als ein geschlossener Ring ausgeführt sein, an dem der Binietallstreifen wärmeleitend befestigt ist.
Nach einer weiteren Erfindung wird das Magneteisen des Wandlers in einer Vereligung- der Primärstronischiene vorgesehen, derart, daß die Breitenabniessungen des M'andlers nicht oder nicht wesentlich von den Breitenabmessungen der Stromschiene abweichen. Hieraus er-ibt sich der Vorteil, daß die Streuun- der Anordnun- und die II 2n Länge des Magneteisens auf ein Niiiidestinal.') beschränkt werden und daß die seitlichen Ab- stände der Strombalinen bei mehrpoligen Schaltern nicht durch den Platzaufwand cles Wandlers vergrößert züi werden brauchen.
Um den Stronibereich des durch den Wandler beheizten Bimetallauslösers insbesondere nach größeren Strömen hin verändern züi können, kann gemäß einer weiteren Erfindung die Primärwindung derart ausgebildet sein, daß nur ein Teil des Stromes vorn Wandler umschlossen wird. Statt dessen kann man zum uleichen Zweck in dein -Ma-neteisen einen Parallelweg schaffen, so daf.', durch die Se- kundärspule mir ein TeilfluG) fließt. Die letzt-Uenannte Bauart besitzt noch den besonderen Vorteil, daß durch die Anordnun- von zusätzlichen Luftspalten oder/und, durch die Wahl von Eisen verschiedener Permeabilität das übersetzungsverhältnis in dein gesamten Arbeitsbereich des Auslösers veränderlich gestaltet werden kann. Hierdurch wird eine Veränderung der Kennlinie erreicht, und zwar in der Weise, daß bei Überströmen die Auslösung beschleunigt oder verlangsamt -,%-erden kann.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeis iele in den Ei . i bis 6 gemäß der Erfin-P 9 dung dargestellt. Es zeigen: Fig. i den prinzipiellen Aufbau gemäß der Erfindung, Ei-. 2 1 1 und 3 einz# ini Längsschnitt und in dur Seiteliansicht angegebene Ausführungsforrn der Erfindun- mit einem in der Verengung der Primärstronischiene vorgesehenen Magnet-##isen, Eig. 4 eine weitere Ausführungsforni. bei der das Wandlereisen nur einen relicitie,-schnitt der Priniärstroln#;cliieiie umfaßt. und Ei-. 1 b j und 6 eine Ausführungsform be' der Anwendung eines Wandlerkerns mit ina,qietischein Nebenschluia.
Wie aus Fig. i ersichtlich ist, ist uni einen Schenkel des einen Hauptleitei-*i bzw. eine Primärspule aufnehmenden 2 eines Stromwandlers eine Sei#uii(12ii-"1)ule .3 legt, an der erfindungsgern-ä.1 ein Bimetallstreifen 4 derart wärmeleitend unmittelbar angebracht ist, daß er direkt ausschließlich durch die Verlustwärme der 3 beheizt wird und, bei einem vorhestimmten Stroin-,vert einen mit # bezeichneten Relaiskontakt oder eine Klinke zwecks Herbeiführung einer Auslösung betätigt. Die kundärspule 3 kann hierbei vorteilhaft als ein geschlossener, massiver Kurzschlullring aus Kupfer, Aluminium oder deren bzw. geeigne ten, anderen _Metallegierungen ausgeführt sein.
Der Bini etallstreifen kann ini Gegensatz zu der Ausführun- nach Ei". i um die Se-Lundärwicklung des Wandlers livriiiii,#,clegt und so auf wesentlichen Teilen seiner Llänge auch durch Strahlung von ihr beheizt werden.
Ferner kann sowohl die Priniärwicklung als auch die Selztind-lir-,vickltlii"l, gegen den Lisenkerri wärmeisoliert angeordnet sein, so (laß ein #Värmefluß von der Sekund ärspule zum Hauptleiter unterbunden wird.
Bei der in den Ei". und 3 dargestellten Ausführungsform weist die Sti-oiil,#clileiiu i', die beispielsweise einen rechteckigen Quer- j schnitt besitzt, eine Auss,#jarun's 7 auf, 111 der der Magnetkern 2 derart untergAracht ist. dafl) die Breitenabmessungen des Wandlers vicht oder nicht wesentlich von den Breitenabniessun-en der Stroni,chiene -11)welclivii. i Die Selzundzirwiclzlu",#,' 3 kann hierbei jich wie bei der Ausführungsforin nach F',' aus einer einzigen Windung hestuhen. an der der Bimetallstreifen -i z. l',. lösbar 1)(!fe-#tigt ist.
CY Wie Fiz,- 4 zeigt, kann die Anordnung aber Z, auch so ählt werden, clal' der Wandlergew-.
kern 2 mir einen Teilquerschnitt der Stromschiene 1, .2' umfaßt, div zu diesem Zweck mit einer Offnung S und vineni Ausschnitt 7' versehen wird. Auch bui dieser -Xiii*)r(Iiiiiii" die den Strombereich des. EinietallauslöserS nach großen Strömen hin züi verändern gestattet, sind die BreitenalAessungun dus NVandlers nicht oder nicht wes(nitlich als die der Strornschiene.
Man kann ferner in dem 2 (vgl. Fig. 5 bis 6) einen Paralleiweg vorsehen, so daß durch die S,elzundärspulc 3 nur ein Teilfluß hindurchgeht.. Der Parallelweg kann z. B. durch Eisen gebildet *erden, dessen Permeabilitätvän%derPermeabilität#'des eigentlichen Eisenkerns -, abweicht. Hierbei oder statt dessen kann man, wie es in Fig. 6 dar- gestellt ist, den Parallelweg durch Schenkel 12 bilden, die durch einen konstanten oder veränderlichen Luftspalt 9 voneinander ge- trennt sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Durch.einen Meßwandler beheizter Bimetallauslöser für elektrische Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung des vom Wandlerkern getrennten Bii-netallstreifens direkt - ausschließlich durch die Verlustwärme der Sekundärwicklung des Wandlers erfolgt.
2. Bimetallauslöser nach Anspruch i, dadurch gelzennzeiclinet,%daß die Sekundärwicklung als ein massiver metallischer Ring (Kurzschlußring) ausgebildet und der Bimetallstreifen wärmeleitend an ihm befestigt ist. 3. Bimetallauslöser nach Anspruch i und -9, dadurch gekennzeichnet daß der Bimetallstreifen um die Sekundärwicklung lierumgele-t und so auf wesentlichen Teilen seiner Lange auch durcb Strahlung von ihr beheizt wird. 4. Bimetallauslöser nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Primärwicklung als auch die Sekundärwicklung gegen den Eisenkern wärmeisoliert ist, so daß ein #,#'ärmefluß von der Sekundärspule züm Hauptleiter unterbunden ist. 5. Bimetallauslöser- nach Anspruch i Und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magneteisen in einer Aussparung der Primärstromschiene vorgesehen ist, derart, daß die Breitenabmessungen des Wandlers nicht oder nicht wesentlich von den Breitenabmessungen derStromschielie abweichen. 6. BimetallatislÖser nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet daß das Wandlereisen nur einen Teilquerschnitt der Stromschiene umfaßt. 7. Bimetallauslöser nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet daß parallel zum Magnetschenkel der Sekundärwicklung Eisenpfade vorgesehen sind, so daß die Sekundärspule nur durch einen Teilfluß erregt wird. 8. Bimetallatislöser nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ma 'gnetisclie Nebenfluß entweder durch die- Wahl von Eisen verschiedener Perineabilität oder durch Aussparungen bziv. Luftspalte in seinem magnetischen Leitwertverlialten gegenüber dein Haupteisen veränderlich geinaclit ist. g. Bimetall:auslös,er nach, Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der insbesondere Aussparungen bzw. Luftspalte aufweisende Nebenschlußschenkel aus Blechen anderer Permeabilität als Bleche des Haupteisens besteht. Zur Abgrenzung des .-'#nmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: t deutsche Patentschriften ... Nr. 299 823, 3o9 62 1, #25 939, #563 000; schweizerische Patentscbrift - 197 692 britische Patentschriften - 271 -139, 4.16 2-ti, #j50 2gS.