DEST000488MA - Einrichtung zur Beeinflussung der Auslösecharakteristik von thermischen Auslösern für Selbstschalter. - Google Patents

Description

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Selbstschalter mit thermischer Auslösung erfüllen ihre Aufgabe nur dann 2Ufriede£tst eilend _? wenn die Stroa-Zeit-Charakteristik des Auslösers dem Verwendtiagsaweek des Selbstschalters angepasst ist* Kommt es etwa darauf an₉ kleine Überlastungen in kurzer Zeit abschalten zu krÖria,en oder ,empfindliche Geräte vor kleinen kuraen Überlastungen au schützen^ s@ muss der thersiischa Auslöser bei einem unssulässigen Stromanstieg in einer kurzen 2eit ansprechen*

In Abbel sind die Kennlinien a_? b und e für die Strora-Zelt-ÄbhMagigkeit bei ¥erschiedener Ausbildung des Auslösers dargestellt» Die Kennlinie a seigt einen Strom-Zelt-Verlauf des Auslösers fUr die eben geschilderten Fälle« Sind nur die Leitungen einer Anlage vor unzulässiger überlastung zu schutzen₉ so erhält der thermische Auslöser eine etwas trägere Charakteristik nach der Kennlinie b» Hierdurch wird bei ausreichendem Schutz die Ausnutzung der Leitungsquersehaitte bis zur zulässigen Grease erreicht» Die noch träger© kennlinie c kam für thermische Auslöser von Selbstschaltern gewählt werden* die zur Absicherung schwer anlaufender Motoren dienen« Ia Abb*2 sind die Erwärmungskurven von Bimetall dargestellt _?die •spiegelbildlich den Strom-2eit-Kennlinien gemäss Abb*l eines

aus Bimetall hergestellten Auslösers entsprechen* Je rascher das Bimetall eines Auslösers die Enderwärmung erreicht, desto steiler wird seine Strom-Zeit-Kennlinie. Eine schnelle Enderwärmung hängt als von der aufgewendeten Leistung, mit der das Bimetall beheizt wird und von den durch Ableitung und Strahlung entstehenden Wärmeverlusten* Während sich die Heizleistung leicht bestimmen und abgrenzen lässt, sind die iärmeverluste wesentlich von der Materialmenge des Auslösers selbst und von seiner Umgebung abhängig» Hierbei spielt die Art der Befestigung eine ausschlaggebende RoIIe₉ da über die zur Be» festigung verwendeten Metallteile und über die Befestigungsunterlage eine erhebliche Wärmemenge abfliessen kann« Zum Ausgleich der dadurch entstehenden Wärmeverluste hat man bisher grössere Heizleistungen aufgewendet und die Änderung der Charakteristik beispielsweise durch auswechselbare Heispakete zu beeinflussen versucht, oder man hat₉ wie ss bereits bekannt ist» den Bimetallstreifen gespaltet, sodass eine stufenweise Abschaltung des Widerstandsquerschnittes des Bimetallstreifens und damit eine Erhöhung der Heisleistung zur beschleunigten. Abschaltung ermöglicht wurde«

wähnten Kennlinien in der gewünschten Form nicht immer präzise erreichen und ganz besonders dann nicht* wenn der dafür zur Verfügung stehende Raum nur klein bemessen werden kann* wie es vor allem bei den sogenannten Installations-Selbstschaltern der Fall ist β Ausserdem bringt ein zu schwach bemessener Bimetallstreifen, der bei beschränktem Raum nur einen kleinen Querschnitt erhalten darf 9 die zur sicheren Auslösung des Selbstschalters erforderliche !Craft nicht auf* Auch ist der schwache Bimetallstreifen mit kleinem Querschnitt bei lurzaehluss überbelastet und wird daher leicht beschädigt oder zerstört^uIe aufzuwendende Heizleistung kann gemäss der Erfindung dadurch vermindert werden^ dass der die Auslösung des Selbstschalters bewirkende Bimetallstreifen mit den Wäs?meabfluss hindernden oder hemmenden Mitteln auf seiner Grundplatte^ also insbes/^ dem Sockel oder einer Trennwand des Selbstschaltergehäuses befestigt ist© Da der Bimetallstrelfen über dieses Befestigungsmittel gleichzeitig mit einem Pol seiner Stromzuleitung verbunden s^in soll, kommt dafür in erster Linie schlecht wärmeleitendes Metall infrage, wie ^s etwa Stg Widersxandsmetall #tUe Selskörpei- verwendet wird«

ΊίΤΒβ@τ eder Halter für den B4s@tanstreifen mx®B aus Gründen der Wärmehemmung und andererseits aus Grürkien der Festigkeit so gestaltet werden₉ dass er die bei einer Krümmung des Birne tall Streifens au überwindenden Sehaltfcrafte ohne Deformierung aufnehmen kann« Zur weiteren Beeinflussung der Auslösecharakteristik werden in an sich "bekannter Weis® zusätzliche» auswechselbare Heizpakete vorgesehen» die nach weiterer Erfindung aus dem die andere Zuleitung zum Bimetallstreifen bildenden Metallband durch eine oder mehrere Zick-Zack-Lagen und gegebenenfalls durch dichtes Anlegen an den Bimetallstr@ifen gebildet werden«, !eitere Einzelheiten der Erfindung und mehrere Ausführungsbeispiele für die Erreichung verschiedener Kennlinien sind anhand der Zeichnungen* Fig® 3 bis ff aÄred?

Ein thermischer Auslösers mit dem die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben, nämlich seine auf das äusserste gedrängte Anordnung und die Beeinflussung der Strom-Zeit-Charakteristikj mit einfachen Mitteln erfüllt werden* ist in Fig* 3 und Fig* 4 in Vorder- und Seitenansicht dargestellt« Auf einer keramischen Grundplatte 1 ist der durch Umrisse angedeutete Sehaltmechanismus 2 des Selbstschalters angeordnet, der durch einen Schaltknopf 3 betätigt wird« Über eine Achse 4 wird die Verklinkung des Selbstschalters ausgelöst _ψ sobald eine Stromüberlastung eintritt« Mit der Achse 4 ist ein Hebel 5 verbunden* der unter dem Einfluss des thermischen Auslöser steht»

Der thermische Auslöser besteht aus einem Bimetallstreifen 6, der vorzugsweise durch Punktschweissung mit einem Metallrähmchen 7 verbunden ist« Das Rähmchen ist aus Metallband gebogen* es besteht zweckmässig aus einem Metall geringer Wärmeleitfähigkeit ι wie es beispielsweise als Widerstandsmaterial für Heizelemente benutzt wird β Die Rahmenkonstruktion gibt dem Halterähiachen eine erhöhte Festigkeit, sodass beim Schalten durch den Bimetallstreifen die Verstellkräfte ohne merkbare Deformation aufgenommen werden können* Erforderlichenfalls lassen sich in die Wandungen des Hähmchens Verstärkungsrippen einpressen* Das Rähmchen ist mittels eines Sehraubenbolzens 8 auf der Grundplatte 1 befestigt«> Die Stromauführung zum Bimetallstreifen erfolgt ixbQx einen Winkel 9_? der unter das Rähmchen 7 geklemmt ist* Die Stromzuführung zum anderen Ende

des Bimetallstreifens erfolgt über ein Metallband 10, dessen Metbefestigung 11 als Unterlage für die mit einem Isolierkopf 12 versehene Einstellschraube 13 des Schalthebels 5 diente Das Metallband 10 ist V-förmig gestaltet_? seine Schenkel verlaufen annähernd parallel zum Metallstreifen und entsprechen in ihrer Länge etwa der wirksamen .bange des Bimetall streif ens« Auf diese Weise wird vermieden_? dass das Metallband die Be» wegung des Bimetallstreifens behindert® Das Metallband kann so dünn bemessen sein* dass ein farmeabfluss in dieser Richtung in einem nennenswerten Maße nicht stattfindet a Um einem. Auslöser die Kennlinie a der Abbel geben zu können, wird der Bimetallstreifen 6 so bemessen und eine Bimetallqualität mit so hohem spezifischen Widerstand verwendet ₉ dass gier gegenüber dem Halterähmchen 7 und dem Zuführungsband 10 den Hauptteil der Gesamtheizleistung aufbringt« Die Eigenerwärmung einerseits und die Wärmekapazität der metallischen,, den Strom zuführenden Teile 7 und 10 andererseits sind so abgestimmt? dass dem Bimetallstreifen 6 die in ihm durch seinen Heizwiderstand entstehende .Erwärmung nicht entzogen werden kann©

Eine Kennlinie b nach Figo 1 kann erhalten werden ₉ wenn ein Bimetallstreifen 6 gewählt wird* der sich weniger stark erwärmt als sein Träger 7_f sodass ein grosser Teil der Heizleitung durch diesen aufgenommen wird und damit eine grössere Trägheit der gesamten Auslöseeinrichtung erreicht ist»

Eine noch grössere Trägheit nach der Kennlinie c der Fig* I wird, durch indirekte Beheizung des Bimetallstreifena β erreichtj wie es in Fig* 5 dargestellt ist» Das Zuführungsband 10 ist hier als Heiawiderstand 14 ausgebildet $ der sieh mit Zwischenlagen 15 aus Glimmer eng an den Bimetallstreifen 6 anlegt» Unter Verwendung von Zwischenscheiben 16 ist diese Heizeinrichtung gemeinsam mit dem Bimetallstreifen am Halterähmchen 7 mittels eines Mietes 17 befestigte Durch die indirekte Beheizung des Bimetallstreifens wird eine grössere Trägheit in der Wärmeübertragung zum Bimetallstreifen hin erreicht» die noch durch

zusätzliche Mittel mit relativ hoher Wärmekapazität * wie sie etwa ein Unterstützungsstreifen 18 und das nähere Heranführen der einen grösseren Querschnitt aufweisenden Stromzuleitung darstellen würde, erhöht wird*

Während bei der Anordnung nach Fig* 5 der Bimetallstreifen 6 no¥h vom Strom durchflossen wurde _s ist bei der Anordnung nach Figo 6 eine vollkommen indirekte Beheizung durch den Heiawiderstand 14 dadurch erreicht» dass das eine Anschlussende des Heizwiderstandes 14 nahe an die Befestigungsstelle 17 des Birne tall streife ns 6 herangeführt ist* wo dies mit dem erwärmten Ende des Bimetall Streifens durch eine Lötung 20 verbunden ist_? sodass der Heizstrom über dies© Lötstelle_s das befestigte Ende des Bimetallstreifens und das Rähmchen abfliesst* Der Heizwiderstand ist hier vollständig durch den oberen Glimmerstreifen 15 vom Bimetallstreifen getrennte Der Heiζwiderstand 14 selbst besteht infolge der anderen Art des Anschlusses naturgemäss aus drei Lagen, jedoch können im Bedarfsfalle auch mehr iiagen vorgesehen sein.* wenn für Apparate kleinerer inennstromstärken ein längerer Heiawiderstand erforderlieh wird*

Bei einer Ausbildung des Auslösers nach Fig„ 7 ist anstelle eines Heizwiderstandes 14 aus Heialeiterband ein Heizstab 21 aus Kohle oder einer keramischen Ealbleitermasse angeordnete Der Bimetallstreifen 6 ist wiederum an die Innere Stirnfläche des Halterähmchens angeschweisst und der Heizstab 21 unter Verwendung einer Glimmer-Zwischenlage 15 mittels eines Schraubenbolzens 22 darunter befestigte Die Stromverbindung zur Ableitstelle 9 wird durch eine besondere Lötstelle 23 hergestellt* während der Zuführungsdraht 19 über eine Xiötung 24 mit dem Heizstab 21 verbunden ist β Statt eines Halbleiters als Heizwiderstand kann auch ein keramischer Körper mit «/iderst&ndssehicht oder ein gewickelter Widerstand verwendet werden*

Es ist also ersichtlich^ dass durch geeignete Maßnahmen und Auswahl der Beheizung des Bimetall Streifens die Strom-Zeit-* Charakteristik in weiten Grenzen beeinflusst werden kann*Wesentlich ist jedoch^ dass die aufgewendete Heizleitung tatsächlich nur dorthin geleitet wird» wo ihre Wirksamkeit erforderlich ist? indem ein unkontrollierbares Abfliessen der lärme_P insbes* durch das Halterähmchen 7 verhindert wird®

Claims (1)

1. I&t ent anspr liehe ⁵

   le SinrichtuH!* aur Beeinflussung eier AueliSeeoharakteristlic von thermischen Auslösern für Selbstschalter.» dadurch gekennzeichnet» dass ö©r ύ%β .Ausladung öes Selbst schalt era (2) bewirkend© Bimetallstreifen (6) mit einem den Wärmeabfluss hindernden oder heaunenden Teil (7) auf des? Schaltergarundplatte Cl) oder einem

   andere» entsprechenden öeJiäuseteil befestigv und gegebsnenfalls susätalieiia HeizeinrIchtuiigen fiir seine JärwärmuRg« sowie la Verbindung mit öieeeA» wärme st amend© Mittel (18) aur deaf Aus^öadchariücteris^tllc voxgesehan sind®

   Z» Einriehtujii^ naeh /mspeach 1» dadurch gekemiaeich. .et» dass als Befestigungsmittel fiir den Bimetall streifen βία Haltex'äimoh&m^VQxi geringer Masse una solehea? öostalturi^ vorgesehen ist $ dass die Verste'llkrä#te für den Schaltmeohanisfisiis ohne Öeformation. von ihm außgentfintaen werdert·

   3β Einricbtwig naeh A^^rach 1 und 2» aadureh dass das Halter ahme he» (7) aus einem 'ifiiiierst mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehtβ

   4 * Sinriclitisng nach ^iaspfucii 1 und 2_S daausch gekennaeichaet, dass in das Äähscb^n Versteifungsrippen ©ingeprägt sind®

   5β SinrioiitiMig n^oh Ansprtteä I₉ dadurch gekanaa©lehnet» dass als Heiisviiäes*stand (14) dagi äufUhrungsband (la) aus ant-

   WiäerstaMsaateriial hewgestallt und unter Verwendung van GllmraiariBwi3chenl.as©a unterhalb des B befestigt

   6® SinricÄtiÄÄg nach 4*&$prueh 5^ ciaäurch geke.nnzeichnet» dass zux üJriiöhuiig der Trägheit der Amslöaeeharisfcteristile unterhalb des He ismldex standee (14) für dem Bimetall streif an a in StUt astreifen (18) befestigt ist*

   g nach Anspruch I₀ öatureh gekennzeichnet, dass als

   für aen Bimetallstreifen eia Heizstab (;;1) insbesondere au© Halbleitermasse oder ein Schichtleiter usfitsrhalb Bimetall streif ons angeoränet