EP2263246B1 - Schaltgerät - Google Patents

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EP2263246B1
EP2263246B1 EP09717343A EP09717343A EP2263246B1 EP 2263246 B1 EP2263246 B1 EP 2263246B1 EP 09717343 A EP09717343 A EP 09717343A EP 09717343 A EP09717343 A EP 09717343A EP 2263246 B1 EP2263246 B1 EP 2263246B1
Authority
EP
European Patent Office
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switchgear
switching
bimetal element
conductor
bimetallic element
Prior art date
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Active
Application number
EP09717343A
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English (en)
French (fr)
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EP2263246A1 (de
Inventor
Adolf Tetik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton GmbH
Original Assignee
Moeller Gebaudeautomation GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Moeller Gebaudeautomation GmbH filed Critical Moeller Gebaudeautomation GmbH
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Priority to SI200930096T priority patent/SI2263246T1/sl
Publication of EP2263246A1 publication Critical patent/EP2263246A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2263246B1 publication Critical patent/EP2263246B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/16—Electrothermal mechanisms with bimetal element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/74—Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection
    • H01H71/7427—Adjusting only the electrothermal mechanism
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    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/16—Electrothermal mechanisms with bimetal element
    • H01H71/164—Heating elements

Definitions

  • the invention relates to a switching device according to the preamble of claim 1.
  • Switching devices which, in the event of excessive currents in a line network, which continue over a predefinable time, separate this line network from a supply network in order to prevent the further supply of electrical current.
  • damage such as a cable fire, which could arise due to the increased heating of the conductors due to the excessive current flow, avoided.
  • Such switching devices therefore have a so-called.
  • Overcurrent tripping device which comprises approximately a bimetallic element, which is heated under the action of the current flow in the line network, whereby the bimetallic element is bent.
  • the bimetal triggers a mechanical release device, which separates the switching contacts of the switching device, and prevents the further flow of current.
  • the DE 33 38 799 A1 describes a circuit breaker with a thermal release, which comprises a bimetallic element heated in direct current flow. At the junctions of the bimetallic element to the terminal lugs or another strand each one element of an electrical resistance material between the bimetallic element and the terminal lug or the strand is arranged to prevent the heat dissipation from the bimetallic element or to heat this. From the US 4 486 732 A is an environment-compensated motor protection element, with a bimetallic element and a heating element known.
  • the DE 10 2006 005697 A1 discloses a device for triggering a switching device which has a bimetallic element as Studentssäomauslöser
  • the object of the invention is therefore to provide a switching device of the type mentioned, with which the mentioned disadvantages can be avoided, and with which the accuracy and the degree of reproducibility of the triggering of the switching device, as well as the adjustment of the overcurrent tripping device can be improved.
  • the heat dissipation or cooling of the bimetallic element can be reduced by fixing it.
  • the removal of heat or cooling of the bimetallic element on its attachment causes the bending of the bimetallic depends not only on the size or height of the current in the current path through the switching device, but also of other sizes, which are not necessarily in relation to the Amount of current are, which has the consequence that the release of known switching devices can be inaccurate and little reproducible. Due to the features of claim 1, the accuracy and the degree of reproducibility of the triggering of the switching device by the Bimetal element can be increased. As a result, the adjustment of the bimetal element or the overcurrent release device can be improved.
  • the Fig. 1 shows a switching device 1, preferably power switch, with at least one input terminal 2 and at least one output terminal 3 for connecting electrical conductors, and with a first switching contact 4 and a second switching contact, wherein the switching contacts 4 in a closed position, a current path between the input terminal 2 and Close the output terminal 3, wherein an overcurrent tripping device 6 is provided for separating the first switching contact 4 and the second switching contact, and wherein the overcurrent tripping device 6 comprises at least one bimetallic element 7, which is heated by the electric current flow, wherein in the region of a fastening 8 of the bimetallic element 7 at least a heat insulator 9 is arranged to reduce the heat dissipation from the bimetallic element 7.
  • the heat dissipation or cooling of the bimetallic element 7 can be reduced via its attachment 8.
  • the heat dissipation or cooling of the bimetallic element 7 via its attachment 8 causes the bending of the bimetallic element 7 depends not only on the size or height of the current in the current path through the switching device 1, but also of other sizes, which are not mandatory in relation to the amount of current, which has the consequence that the release of known switching devices 1 can be inaccurate and not very reproducible. Due to the features of the invention, the Accuracy and the degree of reproducibility of the triggering of the switching device 1 by the bimetallic element 7 can be increased. As a result, the adjustment of the bimetallic element 7 or the overcurrent release device 6 can be improved.
  • Fig. 1 shows a series of modules of a preferred embodiment of a switching device 1 according to the invention in axonometric exploded view. Shown is an embodiment of a switching device 1 with three switching paths or current paths, wherein any predeterminable number of switching paths or switchable current paths can be provided. Switching devices 1 according to the invention are preferably provided with one, two, three or four current paths. According to the number of current paths respectively the same number of input terminals 2 and output terminals 3 are provided. In the Fig. 1 to 4 In each case, only housing-fixed parts of the input terminals 2 and output terminals 3 are shown. The respective input terminals 2 and output terminals 3 generally include in addition to the illustrated parts, in each case at least one clamping screw, and preferably in each case at least one movable by means of the clamping screw terminal cage.
  • the switching device 1 comprises an insulating material housing, which in the preferred embodiment comprises a lower housing shell 15 and an upper housing shell 16.
  • the at least one first switching contact 4 is in a closed position on the at least one second switching contact, which is not visible in the embodiment shown within the assembly of the arc extinguishing chamber 14.
  • the bimetallic element 7 is fastened to a specifiable location within the scarf device 1. It is preferably provided - as shown - that the bimetallic element 7 is attached to a first conductor 10 of the current path, which is preferably associated with the input terminal 2 and / or the output terminal 3. In the illustrated preferred embodiment, the bimetallic element 7 is directly traversed by current, so is itself part of the current path, and is directly heated by the stream. However, it can also be provided that the bimetallic element is heated completely or additionally indirectly by, for example, a current-carrying conductor is arranged on the bimetal element 7. By attaching the bimetallic element 7 to the first conductor 10, the preferred embodiment is advantageously supported, as this leads to a particularly simple and cost-effectively manufacturable construction.
  • the bimetallic element 7 With increasing heating of the bimetallic element 7 due to the current flow, this is bent more and more.
  • the bimetallic element 7 causes a tripping of the overcurrent tripping device 6, which either directly, or via another, cooperating with the overcurrent tripping device 6 or controlled by this mechanical release device, the switching contacts 4 of the switching device 1 separates, and prevents the further flow of current.
  • the illustrated preferred embodiment of a switching device 1 has a folding lever 18 for this purpose.
  • the folding lever 18 can be controlled directly from the bimetallic element 7. It is preferably provided that the bimetallic element 7 - as in the FIGS.
  • the trip shaft 13 is also associated with a preferably further arranged in the switching device 1 short-circuit release 19, and this short-circuit release 19 is adapted to actuate the trip shaft 13 by means of a folding lever 18.
  • the switching mechanism 5 is used for manual opening and closing of the switching contacts 4 by means of the actuating lever 17, as well as for disconnecting the switching contacts 4 upon activation of the overcurrent tripping device 6 and the short-circuit release 19.
  • Die Fig. 2 to 6 show different views of a preferred embodiment of an arrangement of bimetallic element 7 and the first switching contact 4, wherein in the region of a fastening 8 of the bimetallic element 7 at least one heat insulator 9 is arranged to reduce the heat dissipation of the bimetallic element 7.
  • the bimetallic element 7 is fastened with a first end 21 to the first conductor 10, wherein in addition to the illustrated fastening by means of a connecting rivet 12, the fastening by means of screws, clamps, welding or soldering can be provided.
  • a flexible conductor 20 is arranged, which connects the bimetallic element 7 with the first switching contact 4.
  • any type of heat insulator 9 may be provided.
  • insulators comprising glass and / or ceramic can be provided.
  • the heat insulator 9 is formed as a metallic electrical conductor, wherein further preferably provided that the heat insulator 9 are formed to increase the electrical resistance in the region of the attachment 8. This can be achieved in addition to the reduction of heat dissipation and cooling of the bimetallic element 7 through the first conductor 10 and the input or output terminal 2, 3 in addition, that the bimetallic element 7 is additionally heated by the heat insulator 9.
  • the heat insulator 9 comprises a plate 11, which is arranged between the first conductor 10 and the bimetallic element 7.
  • a plate 11 or such a sheet both high mechanical stability, as well as a high degree of thermal insulation can be achieved.
  • the plate 11 has a thermal conductivity which is less than 350 W / (m * K), in particular less than 200 W / (m * K), preferably less than 85 W / (m * K).
  • W denotes the power in watts, "m” the linear expansion in meters, "K” the absolute temperature in Kelvin, and "*" the operator for a multiplication.
  • the plate 11 may comprise any material having a lower thermal conductivity than copper, according to a further preferred embodiment already shown may be provided that the plate 11 is still a metallic electrical conductor in the technical sense, therefore, a specific electrical resistance of less than 0.5 ⁇ * mm 2 / m, preferably less than 0.2 ⁇ * mm 2 / m, but greater than the specific electrical resistance of copper (about 0.01724 ⁇ * mm 2 / m).
  • the plate 11 comprising at least one material selected from the group: aluminum, brass, zinc, steel, preferably stainless Steel, nickel, iron, platinum, tin, tantalum, lead and / or titanium, is formed.
  • Particularly preferred hiebei is the execution of the plate 11 comprising steel, preferably stainless steel, whereby a particularly advantageous balance of electrical conductivity, resistance and thermal insulation can be achieved.
  • steel has good mechanical workability and low cost.
  • any type of attachment of the bimetallic element 7 may be provided with the first conductor 10.
  • the bimetallic element 7 is connected to the first conductor 10 by means of at least one connecting rivet 12.
  • the heat insulator 9 comprises only the at least one connecting rivet 12, and is free of plates 11 between the bimetallic element 7 and the first conductor 10.
  • the connecting rivet 12 When forming the connecting rivet 12, it is preferably provided that it has a thermal conductivity which is less than 350 W / (m * K), in particular less than 250 W / (m * K), preferably less than 150 W / (m * K ) is.
  • W denotes the power in watts
  • m the linear expansion in meters
  • K the absolute temperature in Kelvin
  • * the operator for a multiplication.
  • the connecting rivet 12 may comprise any material with a lower thermal conductivity than copper, wherein according to a further preferred embodiment already shown, it may be provided that the connecting rivet 12 is still a metallic electrical conductor in the technical sense, therefore a resistivity less than 0.5 ⁇ * mm 2 / m.
  • the possibility of a ductile mechanical deformability is also essential for the use of a material for use in a connecting rivet 12.
  • the connecting rivets 12 comprising at least one material selected from the group: aluminum, brass, zinc, steel, preferably stainless steel, nickel, iron, platinum, tin, tantalum, lead and or titanium, is formed. It is particularly preferred that the connecting rivet 12 comprises brass, wherein hiebei any type of brass alloy comprising copper and zinc may be provided.

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  • Thermally Actuated Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

Bei einem Schaltgerät (1), vorzugsweise Leistungsschalter, mit wenigstens einer Eingangsklemme (2) und wenigstens einer Ausgangsklemme (3) zum Anschluss elektrischer Leiter, sowie mit einem ersten Schaltkontakt (4) und einem zweiten Schaltkontakt (5), wobei die Schaltkontakte (4, 5) in einer geschlossenen Stellung einen Strompfad zwischen der Eingangsklemme (2) und der Ausgangklemme (3) schließen, wobei eine Überstromauslösevorrichtung (6) zum Trennen des ersten Schaltkontaktes (4) und des zweiten Schaltkontaktes (5) vorgesehen ist, und wobei die Überstromauslösevorrichtung (6) wenigstens ein Bimetallelement (7) umfasst, welches durch den elektrischen Stromfluss beheizt ist, wird zur Verbesserung der Genauigkeit und des Grades der Reproduzierbarkeit der Auslösung des Schaltgeräts, sowie der Justage der Überstromauslösevorrichtung vorgeschlagen, dass im Bereich einer Befestigung (8) des Bimetallelements (7) wenigstens ein Wärmeisolator (9) zur Verminderung der Wärmeabfuhr von dem Bimetallelement (7) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Es sind Schaltgeräte bekannt, welche bei überhöhten Strömen in einem Leitungsnetz, welche über eine vorgebbare Zeit andauern, dieses Leitungsnetz von einem Versorgungsnetz trennen, um die weitere Zufuhr elektrischen Stromes zu verhindern. Dadurch wird ein Schaden, etwa ein Kabelbrand, welcher aufgrund der erhöhten Erwärmung der Leiter zufolge des überhöhten Stromflusses, entstehen könnte, vermieden. Derartige Schaltgeräte weisen daher eine sog. Überstromauslösevorrichtung auf, welche etwa ein Bimetallelement umfasst, welches unter der Einwirkung des Stromflusses in dem Leitungsnetz erwärmt wird, wodurch das Bimetallelement verbogen wird. Bei einem vorgebbaren Grad der Verbiegung des Bimetallelements, welcher proportional einer vorgebbaren Erwärmung des Leitungsnetzes ist, löst das Bimetallelement eine mechanische Auslösevorrichtung aus, welche die Schaltkontakte des Schaltgeräts trennt, und den weiteren Stromfluss verhindert.
  • Nachteilig an derartigen bekannten Schaltgeräten ist, dass vor allem bei einem nur geringen Überstrom die Genauigkeit der Auslösung des Schaltgeräts sowie die Reproduzierbarkeit der Auslösung des Schaltgeräts sehr gering ist. Bei bekannten Schaltgeräten tritt oftmals das Problem auf, dass - vor allem bei geringen Überströmen, bei welchen eine Auslösung des Schaltgeräts erst nach geraumer Zeit erfolgen soll - das Schaltgerät zu spät ausgelöst wird. Dies führt zu einer Gefährdung von Menschen und Anlagen.
  • Die DE 33 38 799 A1 beschreibt einen Leitungsschutzschalter mit einem thermischen Auslöser, welcher ein im direkten Stromfluss beheiztes Bimetallelement umfasst. An den Verbindungsstellen des Bimetallelements zu den Anschlußfahnen bzw. einer weiteren Litze ist jeweils ein Element aus einem elektrischen Widerstandsmaterial zwischen dem Bimetallelement und der Anschlussfahne bzw. der Litze angeordnet, um die Wärmeabfuhr aus dem Bimetallelements zu verhindern bzw. dieses zu erhitzen. Aus der US 4 486 732 A ist ein umgebungskompensiertes Motorschutzelement, mit einem Bimetallelement und einem Heizelement bekannt. Die DE 10 2006 005697 A1 offenbart eine Einrichtung zum Auslösen eines Schaltgeräts, welche als Übersäomauslöser ein Bimetallelement aufweist
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem die Genauigkeit und der Grad der Reproduzierbarkeit der Auslösung des Schaltgeräts, sowie die Justage der Überstromauslösevorrichtung verbessert werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
  • Dadurch kann die Wärmeabfuhr bzw. Kühlung des Bimetallelements über dessen Befestigung vermindert werden. Die Wärmeabfuhr bzw. Kühlung des Bimetallelements über dessen Befestigung führt dazu, dass die Verbiegung des Bimetallelements nicht nur von der Größe bzw. Höhe des Stromes in dem Strompfad durch das Schaltgerät abhängt, sondern eben auch von weiteren Größen, welche nicht zwingend in Relation zu der Höhe des Stromes stehen, was zur Folge hat, dass die Auslösung bekannter Schaltgeräte ungenau und wenig reproduzierbar sein kann. Durch die Merkmale des Patentanspruches 1 kann die Genauigkeit und der Grad der Reproduzierbarkeit der Auslösung des Schaltgeräts durch das Bimetallelement erhöht werden. Dadurch kann die Justage des Bimetallelements bzw. der Überstromauslösevorrichtung verbessert werden.
  • Die Unteransprüche, welche ebenso wie der Patentanspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung bilden, betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts in axonometrischer Explosionsdarstellung;
    • Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Anordnung aus Bimetallelement und erstem Schaltkontakt in teilweise geschnittener axonometrischer Darstellung;
    • Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 2 in ungeschnittener axonometrischer Darstellung;
    • Fig. 4 ein Detail der Anordnung gemäß Fig. 2 im Seitenriss mit bereichsweise aufgebrochener Darstellung;
    • Fig. 5 die Darstellung gemäß Fig. 2 mit einem zusätzlichen Bauteil; und
    • Fig. 6 die Darstellung gemäß Fig. 3 mit einem zusätzlichen Bauteil.
  • Die Fig. 1 zeigt ein Schaltgerät 1, vorzugsweise Leistungsschalter, mit wenigstens einer Eingangsklemme 2 und wenigstens einer Ausgangsklemme 3 zum Anschluss elektrischer Leiter, sowie mit einem ersten Schaltkontakt 4 und einem zweiten Schaltkontakt, wobei die Schaltkontakte 4 in einer geschlossenen Stellung einen Strompfad zwischen der Eingangsklemme 2 und der Ausgangklemme 3 schließen, wobei eine Überstromauslösevorrichtung 6 zum Trennen des ersten Schaltkontaktes 4 und des zweiten Schaltkontaktes vorgesehen ist, und wobei die Überstromauslösevorrichtung 6 wenigstens ein Bimetallelement 7 umfasst, welches durch den elektrischen Stromfluss beheizt ist, wobei im Bereich einer Befestigung 8 des Bimetallelements 7 wenigstens ein Wärmeisolator 9 zur Verminderung der Wärmeabfuhr von dem Bimetallelement 7 angeordnet ist.
  • Dadurch kann die Wärmeabfuhr bzw. Kühlung des Bimetallelements 7 über dessen Befestigung 8 vermindert werden. Die Wärmeabfuhr bzw. Kühlung des Bimetallelements 7 über dessen Befestigung 8 führt dazu, dass die Verbiegung des Bimetallelements 7 nicht nur von der Größe bzw. Höhe des Stromes in dem Strompfad durch das Schaltgerät 1 abhängt, sondern eben auch von weiteren Größen, welche nicht zwingend in Relation zu der Höhe des Stromes stehen, was zur Folge hat, dass die Auslösung bekannter Schaltgeräte 1 ungenau und wenig reproduzierbar sein kann. Durch die erfindungsgemäßen Merkmale kann die Genauigkeit und der Grad der Reproduzierbarkeit der Auslösung des Schaltgeräts 1 durch das Bimetallelement 7 erhöht werden. Dadurch kann die Justage des Bimetallelements 7 bzw. der Überstromauslösevorrichtung 6 verbessert werden.
  • Fig. 1 zeigt eine Reihe von Baugruppen einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts 1 in axonometrischer Explosionsdarstellung. Dargestellt ist eine Ausführung eines Schaltgeräts 1 mit drei Schaltstrecken bzw. Strompfaden, wobei jede vorgebbare Anzahl an Schaltstrecken bzw. schaltbaren Strompfaden vorgesehen sein kann. Vorzugweise sind erfindungsgemäße Schaltgeräte 1 mit einem, zwei, drei oder vier Strompfaden vorgesehen. Entsprechend der Anzahl an Strompfaden sind jeweils die selbe Anzahl an Eingangsklemmen 2 bzw. Ausgangsklemmen 3 vorgesehen. In den Fig. 1 bis 4 sind jeweils lediglich gehäusefeste Teile der Eingangsklemmen 2 bzw. Ausgangsklemmen 3 dargestellt. Die betreffenden Eingangsklemmen 2 bzw. Ausgangsklemmen 3 umfassen in Regel zusätzlich zu den dargestellten Teilen, jeweils wenigstens eine Klemmschraube, sowie bevorzugt jeweils wenigstens ein mittels der Klemmschraube bewegliche Klemmenkäfig.
  • Das Schaltgerät 1 umfasst in der dargestellten bevorzugten Ausführung ein Isolierstoffgehäuse, welches in der bevorzugten Ausführungsform eine untere Gehäuseschale 15 und eine obere Gehäuseschale 16 umfasst. Der wenigstens eine erste Schaltkontakt 4 liegt in einer geschlossenen Stellung auf dem wenigstens einen zweiten Schaltkontakt, welcher bei der dargestellten Ausführungsform nicht sichtbar innerhalb der Baugruppe der Lichtbogenlöschkammer 14 angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Bimetallelement 7 an einer vorgebbaren Stelle innerhalb des Schalgeräts 1 befestigt ist. Bevorzugt ist - wie dargestellt - vorgesehen, dass das Bimetallelement 7 an einem ersten Leiter 10 des Strompfades befestigt ist, welcher vorzugsweise der Eingangsklemme 2 und/oder der Ausgangsklemme 3 zugeordnet ist. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird das Bimetallelement 7 direkt von Strom durchflossen, ist also selbst Teil des Strompfades, und wird unmittelbar vom Strom erwärmt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Bimetallelement vollständig oder zusätzlich indirekt beheizt wird, indem etwa ein stromdurchflossener Leiter auf dem Bimetallelement 7 angeordnet ist. Durch die Befestigung des Bimetallelements 7 an dem ersten Leiter 10 wird die bevorzugte Ausführungsform vorteilhaft unterstützt, da dies zu einer besonders einfachen und kostenschonend herstellbaren Konstruktion führt.
  • Mit steigender Erwärmung des Bimetallelements 7 aufgrund des Stromflusses, wird dieses immer weiter verbogen. Bei einem vorgebbaren Grad der Verbiegung des Bimetallelements 7, welcher proportional einer vorgebbaren Erwärmung des Leitungsnetzes ist, verursacht das Bimetallelement 7 eine Auslösung der Überstromauslösevorrichtung 6, welche entweder direkt, oder aber über eine weitere, mit der Überstromauslösevorrichtung 6 zusammenwirkende bzw. von dieser gesteuerte mechanische Auslösevorrichtung die Schaltkontakte 4 des Schaltgeräts 1 trennt, und den weiteren Stromfluss verhindert. Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines Schaltgeräts 1 weist hiezu einen Klapphebel 18 auf. Der Klapphebel 18 kann dabei direkt von dem Bimetallelement 7 angesteuert werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Bimetallelement 7 - wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt - eine Justierschraube 23 aufweist, und dass die Justierschraube 23 bei einer vorgebbaren Verbiegung des Bimetallelements 7 die Auslösewelle 13 betätigt. Mittels der Justierschraube 23 kann auch die für eine Betätigung der Auslösewelle 13 notwendige Verbiegung des Bimetallelements 7 vorgegeben bzw. justiert werden. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Auslösewelle 13 auch einem vorzugsweise weiters in dem Schaltgerät 1 angeordneten Kurzschlussauslöser 19 zugeordnet ist, und dieser Kurzschlussauslöser 19 dazu ausgebildet ist mittels eines Klapphebels 18 die Auslösewelle 13 zu betätigen. Bei einem vorgebbaren Maß der Verbiegung des Bimetallelements 7 bewegt dieses mit der Justierschraube 23 die Auslösewelle 13, welche das Schaltschloss 5 betätigt. Das Schaltschloss 5 dient zum manuellen Öffnen und Schließen der Schaltkontakte 4 mittels des Betätigungshebels 17, sowie zum Trennen der Schaltkontakte 4 bei Auslösung der Überstromauslösevorrichtung 6 bzw. des Kurzschlussauslösers 19. Die Fig. 2 bis 6 zeigen unterschiedliche Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform einer Anordnung aus Bimetallelement 7 und erstem Schaltkontakt 4, wobei im Bereich einer Befestigung 8 des Bimetallelements 7 wenigstens ein Wärmeisolator 9 zur Verminderung der Wärmeabfuhr von dem Bimetallelement 7 angeordnet ist. Das Bimetallelement 7 ist mit einem ersten Ende 21 an dem ersten Leiter 10 befestigt, wobei neben der dargestellten Befestigung mittels einer Verbindungsniete 12 auch die Befestigung mittels Schrauben, Klemmen, Schweißen oder Löten vorgesehen sein kann. An dem, dem ersten Ende 21 gegenüber liegenden zweiten Ende 22 des Bimetallelements 7 ist ein flexibler Leiter 20 angeordnet, welcher das Bimetallelement 7 mit dem ersten Schaltkontakt 4 verbindet.
  • Zur Verminderung der Wärmeabfuhr von dem Bimetallelement 7 kann jede Art eines Wärmeisolators 9 vorgesehen sein. Etwa bei Verwendung zusammen mit einem indirekt beheizten Bimetallelement 7 können etwa Isolatoren umfassend Glas und/oder Keramik vorgesehen sein. Bei der bevorzugten dargestellten Ausführungsform, bei welcher das Bimetallelement 7 im direkten Strompfad stromdurchflossen wird, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Wärmeisolator 9 als metallischer elektrischer Leiter ausgebildet ist, wobei weiters bevorzugt vorgesehen ist, dass der Wärmeisolator 9 zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes im Bereich der Befestigung 8 ausgebildet sind. Dadurch kann neben der Verminderung der Wärmeabfuhr bzw. Kühlung des Bimetallelements 7 durch den ersten Leiter 10 bzw. die Eingangs- bzw. Ausgangsklemme 2, 3 zusätzlich erreicht werden, dass das Bimetallelement 7 durch den Wärmeisolator 9 zusätzlich erwärmt wird. Da diese zusätzliche Erwärmung am ersten Ende 21, und somit besonders weit entfernt vom zweiten Ende 22 stattfindet, ist die mechanische Wirkung, welche diese zusätzliche Erwärmung in Form einer vermehrten Verbiegung, sowie eines vergrößerten Drehmomentes, welches das Bimetallelement 7 aufzubringen im Stande ist, besonders hoch. Dadurch kann nicht nur die mechanische Wirksamkeit des Bimetallelements 7 erhöht werden, sondern darüber hinaus die Auslösegenauigkeit durch die weitere Verminderung des Einflusses äußerer physikalischer Einflüsse auf die Erwärmung des Bimetallelements 7 verbessert werden.
  • Besonders bevorzugt, und wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist vorgesehen, dass der Wärmeisolator 9 eine Platte 11 umfasst, welche zwischen dem ersten Leiter 10 und dem Bimetallelement 7 angeordnet ist. Durch eine solche Platte 11 bzw. ein solches Blech kann sowohl eine hohe mechanische Stabilität, als auch ein hohes Maß an thermischer Isolation erreicht werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Platte 11 eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, welche kleiner als 350 W/(m*K), insbesondere kleiner als 200 W/(m*K), vorzugsweise kleiner als 85 W/(m*K), ist. "W" bezeichnet dabei die Leistung in Watt, "m" die Längenausdehnung in Meter, "K" die absolute Temperatur in Kelvin, und "*" den Operator für eine Multiplikation. Dadurch ist die Wärmeabfuhr über die Platte geringer als die Wärmeabfuhr bei direktem Kontakt mit dem - in der Regel aus Kupfer gebildeten - ersten Leiter 10. Diesbezüglich kann vorgesehen sein, dass die Platte 11 jeden Werkstoff mit einem geringeren Wärmeleitwert als Kupfer umfassen kann, wobei gemäß einer bereits dargestellten weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein kann, dass die Platte 11 weiterhin ein metallischer elektrischer Leiter im technischen Sinn ist, daher einen spezifischen elektrischen Widerstand kleiner als 0,5 Ω*mm2/m, vorzugsweise kleiner als 0,2 Ω*mm2/m, aber größer als der spezifische elektrische Widerstand von Kupfer (ca. 0,01724 Ω*mm2/m) aufweist. Bei den bevorzugten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts 1 kann daher vorgesehen sein, dass die Platte 11 umfassend wenigstens einen Werkstoff ausgewählt aus der Gruppe: Aluminium, Messing, Zink, Stahl, vorzugsweise nicht rostender Stahl, Nickel, Eisen, Platin, Zinn, Tantal, Blei und/oder Titan, ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist hiebei die Ausführung der Platte 11 umfassend Stahl, vorzugsweise nicht rostender Stahl, wodurch ein besonders vorteilhaftes Gleichgewicht aus elektrischer Leitfähigkeit, Widerstand und thermischer Wärmeisolation erreicht werden kann. Weiters weist Stahl eine gute mechanische Bearbeitbarkeit und geringe Kosten auf.
  • Wie bereits dargelegt, kann jede Art der Befestigung des Bimetallelements 7 mit dem ersten Leiter 10 vorgesehen sein. Besonders bevorzugt und wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist vorgesehen, dass das Bimetallelement 7 mittels wenigstens einer Verbindungsniete 12 mit dem ersten Leiter 10 verbunden ist. Um die Wirkung des Wärmeisolators 9 noch zusätzlich zu steigern ist bevorzugt vorgesehen, dass der Wärmeisolator 9 die Verbindungsniete 12 umfasst. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Wärmeisolator 9 lediglich die wenigstens eine Verbindungsniete 12 umfasst, und frei von Platten 11 zwischen dem Bimetallelement 7 und dem ersten Leiter 10 ist.
  • Bei der Ausbildung der Verbindungsniete 12 ist bevorzugt vorgesehen, dass diese eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, welche kleiner als 350 W/(m*K), insbesondere kleiner als 250 W/(m*K), vorzugsweise kleiner als 150 W/(m*K), ist. "W" bezeichnet dabei die Leistung in Watt, "m" die Längenausdehnung in Meter, "K" die absolute Temperatur in Kelvin, und "*" den Operator für eine Multiplikation. Dadurch ist die Wärmeabfuhr über eine derart ausgebildete Verbindungsniete 12 geringer als die Wärmeabfuhr bei einer Verbindungsniete 12 aus Kupfer. Diesbezüglich kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsniete 12 jeden Werkstoff mit einem geringeren Wärmeleitwert als Kupfer umfassen kann, wobei gemäß einer bereits dargestellten weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein kann, dass die Verbindungsniete 12 weiterhin ein metallischer elektrischer Leiter im technischen Sinn ist, daher einen spezifischen Widerstand kleiner als 0,5 Ω*mm2/m aufweist. Neben den technischen Parametern die elektrische und thermische Leitfähigkeit betreffend, ist für die Verwendung eines Werkstoffes zur Anwendung bei einer Verbindungsniete 12 weiters die Möglichkeit einer duktilen mechanischen Verformbarkeit wesentlich. Bei den bevorzugten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts 1 kann daher vorgesehen, dass die Verbindungsniete 12 umfassend wenigstens einen Werkstoff ausgewählt aus der Gruppe: Aluminium, Messing, Zink, Stahl, vorzugsweise nicht rostender Stahl, Nickel, Eisen, Platin, Zinn, Tantal, Blei und/oder Titan, ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Verbindungsniete 12 Messing umfasst, wobei hiebei jede Art einer Messinglegierung umfassend Kupfer und Zink vorgesehen sein kann.

Claims (9)

  1. Schaltgerät (1), vorzugsweise Leistungsschalter, mit wenigstens einer Eingangsklemme (2) und wenigstens einer Ausgangsklemme (3) zum Anschluss elektrischer Leiter, sowie mit einem ersten Schaltkontakt (4) und einem zweiten Schaltkontakt, wobei die Schaltkontakte (4) in einer geschlossenen Stellung einen Strompfad zwischen der Eingangsklemme (2) und der Ausgangklemme (3) schließen, wobei eine Überstromauslösevorrichtung (6) zum Trennen des ersten Schaltkontaktes (4) und des zweiten Schaltkontaktes vorgesehen ist, wobei die Überstromauslösevorrichtung (6) wenigstens ein Bimetallelement (7) umfasst, welches durch den elektrischen Stromfluss beheizt ist, wobei im Bereich einer Befestigung (8) des Bimetallelements (7) wenigstens ein Wärmeisolator (9) zur Verminderung der Wärmeabfuhr von dem Bimetallelement (7) angeordnet ist, und wobei das Bimetallelement (7) an einem ersten Leiter (10) des Strompfades befestigt ist, dadurch gekennzeichnei dass das Bimetallelement (7) mittels wenigstens einer Verbindungsniete (12) mit dem ersten Leiter (10) verbunden ist, und dass der Wärmeisolator (9) die Verbindungsniete (12) umfasst.
  2. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter (10) des Strompfades der Eingangsklemme (2) oder der Ausgangsklemme (3) zugeordnet ist.
  3. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeisolator (9) als metallischer elektrischer Leiter ausgebildet ist.
  4. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeisolator (9) zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes im Bereich der Befestigung (8) ausgebildet sind.
  5. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeisolator (9) eine Platte (11) umfasst, welche zwischen dem ersten Leiter (10) und dem Bimetallelement (7) angeordnet ist.
  6. Schaltgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (11) eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, welche kleiner als 350 W/(m*K), insbesondere kleiner als 200 W/(m*K), vorzugsweise kleiner als 85 W/(m*K), ist.
  7. Schaltgerät (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (11) umfassend wenigstens einen Werkstoff ausgewählt aus der Gruppe: Aluminium, Messing, Zink, Stahl, vorzugsweise nicht rostender Stahl, Nickel, Eisen, Platin, Zinn, Tantal, Blei und/oder Titan, ausgebildet ist.
  8. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsniete (12) eine Wärmeleitfahigkeit aufweist, welche kleiner als 350 W/(m*K), insbesondere kleiner als 250 W/(m*K), vorzugsweise kleiner als 150 W/(m*K), ist
  9. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmiete (12) umfassend wenigstens einen Werkstoff ausgewählt aus der Gruppe: Aluminium, Messing, Zink, Stahl, vorzugsweise nicht rostender Stahl, Nickel, Eisen, Platin, Zinn, Tantal, Blei und/oder Titan, ausgebildet ist
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