EP1810308A1 - Thermischer auslöser - Google Patents

Thermischer auslöser

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EP1810308A1
EP1810308A1 EP05797313A EP05797313A EP1810308A1 EP 1810308 A1 EP1810308 A1 EP 1810308A1 EP 05797313 A EP05797313 A EP 05797313A EP 05797313 A EP05797313 A EP 05797313A EP 1810308 A1 EP1810308 A1 EP 1810308A1
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EP
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heating coil
strip
heating
trigger
release
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Thomas Neubauer
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ABB AG Germany
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ABB Patent GmbH
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14Electrothermal mechanisms
    • H01H71/16Electrothermal mechanisms with bimetal element
    • H01H71/164Heating elements
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    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14Electrothermal mechanisms
    • H01H71/145Electrothermal mechanisms using shape memory materials

Definitions

  • the invention relates to a trigger strip indirectly heated by means of a heating coil according to the preamble of claim 1.
  • thermal trigger for an electrical installation switching device such as a circuit breaker, motor protection switch, etc.
  • either directly beloom ⁇ te or indirectly heated trigger strips are used, which are made of a bimetallic strip or a shaped alloy.
  • direct tripping the tripping strip is flowed through by the current
  • indirect heating a heating coil is arranged around the tripping strip, which is traversed by current and has a certain ohmic resistance sufficient to trigger the tripping heat up, so that this aurisont and a Verklinkungsstelle in Instati ⁇ onsschalt réelle permanently opens.
  • the release strip is usually not flowed through by the current.
  • the invention is concerned with an indirectly heated trigger strip.
  • Such indirectly heated release strips are known in large numbers.
  • the bimetallic strip here, of course, include strips of mold alloy with
  • an insulation is wound around, which is formed, for example, as Fieberertülle Glas ⁇ .
  • a resistance wire in the form of a round wire or a flat wire is wound around, wherein one of the ends of the winding can be fixed to the bimetallic strip, whereas the other end of the winding is connected by a stranded wire to a supply line.
  • the bimetallic strip at the end, to which the winding is attached at a. Fixing point to be fixed in the switching device.
  • the power supply line and at the other end, the current dissipation be connected.
  • the object of the invention is to provide a thermal release which provides a uniform geometry of the heating coil for all triggering requirements.
  • the heating coil is meandering formed identically for all currents and folded around the Isolier fundamentallage around, and to change the resistance of the heating coil for other currents, i. to adapt the trigger strip to different triggering tasks, the drain is connected at a tap between the ends of the heating coil.
  • the winding as such for all these requirements is the same.
  • This meander heating coil is produced simply by punching a sheet metal resistance sheet material; then the meandering shape is folded around the insulating intermediate layer.
  • the meandering shape is folded around the insulating intermediate layer.
  • the invention may be connected to change the Schu ⁇ winding for other currents, the derivative at the other ends of the heating coil, wherein at least two adjacent turns are noted ⁇ closed.
  • These short-circuits can be made either by means of a conductor section or by means of a spot weld.
  • Fig. 1 is a plan view of a heating coil in meander shape after
  • Fig. 2 is a sectional view taken along section line H-II of Figure 3 and
  • a heating coil 10 is punched meander-shaped, wherein the heating coil 10 has a plurality of first longitudinal webs 11, 13, 15, 17 and second longitudinal webs 12, 14, 16, each in a line, wel ⁇ che both lines, labeled L1 and L2, run parallel to each other.
  • At one end of the longitudinal web 11 includes a perpendicular to the lines L1, L2 extending transverse web 18 and at the other end of the longitudinal web 12 connects via a transverse web 19, the one end of the longitudinal web 13, which is adjacent to the longitudinal web 11 be ⁇ .
  • This heating coil is folded over around a bimetallic strip 30, as shown in FIG.
  • a bimetallic strip 30 To the bimetallic strip 30 is an insulating intermediate layer 31 in the form of an Iso ⁇ liertülle laid around, which is made for example of glass fiber material.
  • the longitudinal webs 11, 13, 15 and 17 and 12, 14, 16 are folded around this insulating intermediate layer 31, so that the edges of the longitudinal webs lying on the outside in FIG. 1 now rest on the flat side 32 of the insulating intermediate layer 31.
  • FIG. 4 shows a plan view in the direction of the arrow A.
  • the insulating intermediate layer 31 is wound around the thermobimetal 30 and the longitudinal webs 11, 13, 15, 17 and the longitudinal webs 12, 14, 16 together with the flat side 32 of the insulating layer the tab.
  • the supply line 33 is shown by an arrow P and terminates at the Fah ⁇ NEN 25, whereas the derivative 34 connects to the flag 27 and is designed here as a strand.
  • the longitudinal webs 11 and 12 are connected to a connecting conductor section 35 and the longitudinal webs 13 and 14 are connected to a further conductor section 36.
  • the sections 15 and 16 could still be connected to a conductor section.
  • the transverse webs 18 and 20 are short-circuited with the conductor sections 35 and 36, so that the current no longer flows via the transverse webs 18 and 20, as a result of which the total resistance of the heating wire has changed.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the invention.
  • the two longitudinal webs 11 and 12 are connected to each other by means of a welding point 40;
  • Immunzeich- net is also a weld point 41 between the longitudinal webs 12 and 14, whereby the two transverse webs 19 and 20 and the longitudinal web 13 devisge ⁇ switched out of the heating coil.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention.
  • connecting plates or lugs 45 and 46 formed so that the lead is for example connected to the longitudinal web '14, whereby only the longitudinal webs 11, are turned on in the current flow 12 and 13.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention.
  • connecting plates or lugs 45 and 46 formed so that the lead is for example connected to the longitudinal web '14, whereby only the longitudinal webs 11, are turned on in the current flow 12 and 13.
  • the individual supply conductors 33 can either connect to the longitudinal web 11 or to the longitudinal web 15 or to the longitudinal web 16.

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Description

Thermischer Auslöser
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen mittels einer Heizwicklung indirekt beheizten Auslösestreifen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. •
Als thermischer Auslöser für ein elektrisches Installationsschaltgerät, beispielsweise einen Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter etc., werden entweder direkt beheiz¬ te oder indirekt beheizte Auslösestreifen verwendet, die aus einem Thermobimetall oder aus einer Formlegierung hergestellt sind. Bei der direkten Auslösung wird der Auslöse¬ streifen vom Strom durchflössen, wogegen bei der indirekten Beheizung eine Heizwick¬ lung um den Auslösestreifen herum angeordnet ist, die von Strom durchflössen ist und einen bestimmten ohmschen Widerstand aufweist, der ausreicht, um den Auslösestrei¬ fen zu erwärmen, so dass sich dieser ausbiegt und eine Verklinkungsstelle im Installati¬ onsschaltgerät bleibend öffnet. Der Auslösestreifen wird üblicherweise nicht vom Strom durchflössen.
Diese Auslöser werden im allgemeinen für sogenannte Überströme verwendet, d.h., für Ströme, die nicht Kurzschlussströme sind und die eine gewisse Zeit das Installations¬ schaltgerät durchfließen können, bevor sie abgeschaltet werden müssen.
Die Erfindung befasst sich mit einem indirekt beheizten Auslösestreifen.
Derartige indirekt beheizte Auslösestreifen sind in großer Anzahl bekannt. Um den Aus¬ lösestreifen selbst, d.h. um das Thermobimetall (hier zählen Streifen aus Formlegierung selbstverständlich mit) ist eine Isolierung herumgewickelt, die beispielsweise als Glas¬ fiebertülle ausgebildet ist. Um diesen Isolierkörper oder um diese Isolierung wird ein Widerstandsdraht in Form eines Runddrahtes oder eines Flachdrahtes herumgewickelt, wobei eines der Enden der Wicklung am Thermobimetall befestigt sein kann, wogegen das andere Ende der Wicklung mittels einer Litze mit einer Zuleitung verbunden ist. In diesem Falle würde das Thermobimetall an dem Ende, an dem die Wicklung befestigt ist, an einer. Befestigungsstelle im Schaltgerät fixiert sein.
Bei einer anderen Ausgestaltung kann an einem Ende der Wicklung die Stromzuleitung und am anderen Ende die Stromableitung angeschlossen sein.
Diese Wicklungen werden manuell hergestellt, wobei wegen unterschiedlicher Strom¬ stärken und unterschiedlicher Auslösezeiten auch unterschiedliche Wicklungsformen vorgesehen sein müssen. Durch diese hohe Varianz entsteht ein großer Aufwand an Disposition und Lagerhaltung und darüber hinaus schwankt die Fertigungsqualität durch den hohen Anteil an manuellen Arbeitsvorgängen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen thermischen Auslöser zu schaffen, der eine einheit¬ liche Geometrie der Heizwicklung für alle Auslöseanforderungen bereitstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.
Danach ist die Heizwicklung mäanderförmig für alle Stromstärken identisch ausgebildet und um die Isolierzwischenlage herum geklappt, und zu Änderung des Widerstandes der Heizwicklung für andere Stromstärken, d.h. zur Anpassung des Auslösestreifens an unterschiedliche Auslöseaufgaben ist die Ableitung an einer Anzapfstelle zwischen den Enden der Heizwicklung angeschlossen.
Je nach Entfernung der Anzapfstelle von dem Anschluss der Zuleitung können unter¬ schiedliche Widerstände der Wicklung und damit unterschiedliche Ansprechwerte des Auslösers eingestellt werden, wobei die Wicklung als solche für alle diese Anforderun¬ gen die gleiche ist.
Diese Mäander-Heizwicklung wird einfach dadurch hergestellt, dass ein Widerstands¬ blechmaterial gestanzt wird; so dann wird die Mäanderform um die Isolierzwischen¬ schicht herumgeklappt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann zur Änderung der Heiz¬ wicklung für andere Stromstärken die Ableitung am anderen Enden der Heizwicklung angeschlossen sein, wobei wenigstens zwei nebeneinander liegende Windungen kurz¬ geschlossen sind.
Diese Kurzschließungen kann entweder mittels eines Leiterabschnittes oder mittels ei¬ nes Schweißpunktes vorgenommen werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
An Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserun¬ gen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Heizwicklung in Mäanderform nach dem
Stanzvorgang,
Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie H-Il der Figur 3 und
Fig. 3 bis 6 unterschiedliche Ausgestaltungen der Erfindung.
Aus einem Widerstandsmaterial in Form eines Bleches wird eine Heizwicklung 10 mä- anderförmig ausgestanzt, wobei die Heizwicklung 10 mehrere erste Längsstege 11 , 13, 15, 17 und zweite Längsstege 12, 14, 16 aufweist, die jeweils in einer Linie liegen, wel¬ che beiden Linien, mit L1 und L2 bezeichnet, parallel zueinander verlaufen. An einem Ende des Längssteges 11 schließt ein senkrecht zu den Linien L1 , L2 verlaufender Querstegs 18 an und an dem anderen Ende des Längsstegs 12 schließt sich über einen Quersteg 19 das eine Ende des Längssteges 13 an, welches dem Längssteg 11 be¬ nachbart ist. Auf diese Weise werden abwechselnd die Längsstege 13 und 14, 14 und 15, 15 und 16, 16 und 17 mit Querstegen 20, 21 , 22, 23 miteinander verbunden; am freien Ende des Längssteges 17 schließt sich ein weiterer Quersteg 24 an, der eine in Längsrichtung der Linie L2 verlaufende Fahne 25 trägt, an der ein Leiter angeschlossen werden kann. In entsprechender weise ist an einem dritten Quersteg 26 eine Fahne 27 angeordnet, an der ein weiterer Leiter angeschlossen werden kann; an der Fahne 25 könnten beispielsweise der Zugangsleiter und an der Fahne 27 der Abgangsleiter der Heizwicklung angeschlossen sein.
Diese Heizwicklung wird um ein Thermobimetall 30 herumgefaltet, wie in Figur 2 darge¬ stellt. Um das Thermobimetall 30 ist eine Isolierzwischenschicht 31 in Form einer Iso¬ liertülle herum gelegt, die beispielsweise aus Glasfasermaterial hergestellt ist. Um diese Isolierzwischenschicht 31 werden die Längsstege 11 , 13, 15 und 17 und 12, 14, 16 her¬ umgeklappt, sodass die in der Figur 1 außenliegenden Kanten der Längsstege nunmehr auf der Flachseite 32 der Isolierzwischenschicht 31 aufliegen.
Eine Aufsicht gemäß Pfeilrichtung A zeigt die Figur 4. Um das Thermobimetall 30 ist die Isolierzwischenschicht 31 gewickelt und auf der Flachseite 32 der Isolierschicht befin¬ den sich die Längsstege 11, 13, 15, 17 und die Längsstege 12, 14, 16, zusammen mit der Lasche.
Diese Anordnung der Heizwicklung ist für alle in Frage kommenden Auslöseaufgaben identisch. Die Zuleitung 33 ist durch einen Pfeil P dargestellt und schließt an der Fah¬ nen 25 ab, wogegen die Ableitung 34 an der Fahne 27 anschließt und hier als eine Litze ausgebildet ist.
Zur Anpassung dieses thermischen Auslösers an die entsprechenden Auslöseaufgaben sind die Längsstege 11 und 12 mit einem Verbindungsleiterabschnitt 35 und die Längs¬ stege 13 und 14 mit einem weiteren Leiterabschnitt 36 verbunden. Zusätzlich könnten noch die Abschnitte 15 und 16 mit einem Leiterabschnitt verbunden sein. Mit den Lei¬ terabschnitten 35 und 36 werden die Querstege 18 und 20 kurzgeschlossen, sodass der Strom über die Querstege 18 und 20 nicht mehr fließt, wodurch der Gesamtwider¬ stand des Heizdrahtes verändert ist.
Die Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung; dort sind die beiden Längs¬ stege 11 und 12 mittels eines Schweißpunktes 40 miteinander verbunden; eingezeich- net ist auch ein Schweißpunkt 41 zwischen den Längsstegen 12 und 14, wodurch die beiden Querstege 19 und 20 und der Längssteg 13 aus der Heizwicklung herausge¬ schaltet sind. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, drei Längsstege miteinander zu verbinden, nämlich den Längssteg 15, 16 und 14, wie gezeichnet, mittels des Schwei߬ punktes 41a wodurch ebenfalls eine entsprechende Veränderung des Widerstandes der Heizwicklung erzeugt wird.
Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dabei sind an den Längsstegen 12 und 14 Anschlusslaschen oder Nasen 45 und 46 angeformt, sodass die Zuleitung beispielsweise am Längssteg'14 angeschlossen ist, wodurch lediglich die Längsstege 11 , 12 und 13 in den Stromfluss eingeschaltet sind.
Anstatt Nasen 45 und 46 vorzusehen, können die einzelnen Zuführungsleiter 33 entwe¬ der am Längssteg 11 oder am Längssteg 15 oder am Längssteg 16 anschließen.

Claims

Patentansprüche
1. Indirekt mittels einer Heizwicklung beheizter thermischer Überstromauslöser mit einem Auslösestreifen aus Thermobimetall, Formgedächtnislegierung oder dergleichen, wobei zwischen der Heizwicklung und dem Auslösestreifen eine Isolierzwischenlage eingesetzt und wobei eines der Enden der Heizwicklung mit einem Zuführungsleiter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizwicklung mäanderförmig für alle Stromstärken identisch ausgebildet und um die Isolierzwischenlage gefaltet ist, und dass zur Änderung des Widerstandes der Heizwicklung für andere Stromstärken die Ableitung an einer Anzapfstelle zwischen den Enden der Heizwicklung angeschlossen ist.
2. Indirekt mittels einer Heizwicklung beheizter thermischer Überstromauslöser mit einem Auslösestreifen aus Thermobimetall, Formgedächtnislegierung oder der Glei¬ chen, wobei zwischen der Heizwicklung und dem Auslösestreifen eine Isolierzwischen¬ lage eingesetzt und wobei eines der Enden der Heizwicklung mit einem Zuführungslei¬ ter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizwicklung mäanderförmig für alles Stromstärken identisch ausgebildet und um die Isolierzwischenlage gefaltet ist, und das zur Änderung die Ableitung am anderen Ende der Heizwicklung angeschlossen und wenigstens zwei nebeneinander liegende Windungen kurzgeschlossen sind.
3. Auslöser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nebeneinander lie¬ genden Windungen mit einem Schweißpunkt und/oder mittels eines Leiterabschnittes kurzgeschlossen sind.
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