EP2419915A1 - Thermischer auslöser und installationsschaltgerät mit einem thermischen auslöser - Google Patents

Thermischer auslöser und installationsschaltgerät mit einem thermischen auslöser

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Publication number
EP2419915A1
EP2419915A1 EP10716286A EP10716286A EP2419915A1 EP 2419915 A1 EP2419915 A1 EP 2419915A1 EP 10716286 A EP10716286 A EP 10716286A EP 10716286 A EP10716286 A EP 10716286A EP 2419915 A1 EP2419915 A1 EP 2419915A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heating tape
heating
thermo
thermal release
bimetallic strip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10716286A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Pfirrmann
Ralf Weber
Alexander Orban
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.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB AG Germany
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB AG Germany filed Critical ABB AG Germany
Publication of EP2419915A1 publication Critical patent/EP2419915A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01H71/164—Heating elements

Definitions

  • the invention relates to a thermal release, in particular for a service switching device, with a thermo-mechanical converter, which is wrapped for indirect heating with a current-carrying heating band.
  • thermo-mechanical converter bends so strong that it acts on a rear derailleur so that the service switching device permanently turns off.
  • thermo-mechanical converter There are directly heated and indirectly heated thermal releases.
  • direct heating the current flows through the thermo-mechanical converter itself, so that the thermo-mechanical converter lies directly in the main current path to be monitored.
  • thermo-mechanical converter is wound with a heating coil through which the current flows.
  • a thermomechanical transducer made of bimetallic strip is shown for example in DE 100 02 773 A1 as a trigger of a motor protection switch. There, the heating element is wound as a wire on the bimetallic strip.
  • this insulation for example in the form of a thin film or a thin tube, is expensive to install.
  • the heat transfer from the heating tape to the bimetallic strip is carried out mainly by heat conduction through the electrical insulation layer and can therefore be limited. In particular, it can in the production of a large number of the same thermal triggers to an increased spread of the thermal tripping current and thus the tripping characteristic of different triggers come within a production lot, which is undesirable.
  • the heating tape is pressed over a large area on the surrounded with insulation bimetallic strip. Because of the resulting large-area contact of the bimetallic strip with the heating band, the deflection of the bimetallic strip can be restricted or hindered, which is undesirable.
  • the heating tape is kept at a distance from the thermo-mechanical converter.
  • thermomechanical transducer is used herein to generally refer to a transducer made of materials that under the influence of temperature Change shape.
  • shape memory alloys are also intended to fall under this term in particular. These are metals that change over from a certain temperature from a first mold to a second mold.
  • generic thermomechanical transducers are designed as metal strips clamped on one side, which consist, for example, of bimetallic strip or shape memory metal and bend perpendicular to their broad side when heated.
  • thermomechanical transducer in the form of a snap disc, which consists of bimetallic strip or of a shape memory alloy, and which transforms when heated from a first stable mold layer via a dead center in a second stable mold position, wherein the forming when exceeding a certain critical Deformation can be said to occur very quickly, so that it can be said that there is a "snapping-in" between the two stable forming layers
  • thermomechanical transducer in the form of a snap disc, which consists of bimetallic strip or of a shape memory alloy, and which transforms when heated from a first stable mold layer via a dead center in a second stable mold position, wherein the forming when exceeding a certain critical Deformation can be said to occur very quickly, so that it can be said that there is a "snapping-in" between the two stable forming layers
  • the heating tape there is air between the heating tape and the thermo-mechanical converter, that is, for example, a bimetallic strip, the heating tape is not pressed onto the bimetallic strip.
  • the heating tape is according to the invention rather pushed over more or less loosely over the bimetallic strip.
  • the bending of the bimetallic strip is no longer limited by the heating tape.
  • the heat transfer between the heating tape and the bimetallic strip is effected by convection, mainly by heat radiation, and to a lesser extent in still air via heat conduction.
  • thermomechanical transducer is designed as a cantilevered metal strip of bimetallic or shape memory metal and the heating tape is connected in the region of the clamping of the bimetallic strip with the bimetallic strip.
  • an advantageous embodiment of the invention is characterized in that coupled to the thermo-mechanical transducer at least one insulating support member against which the heating tape and by which the heating tape is kept spaced from the bimetallic strip.
  • This is particularly advantageous if the heating tape itself has a low rigidity.
  • the heating tape surrounds this Thermobimetal in the manner of a basket, which is why in the context of the invention is also spoken by a heating basket.
  • the support member may for example be a plastic part, which is snapped onto the bimetallic strip and thereby fixed there, advantageously in the region of the free end of the bimetallic strip.
  • the opposing surfaces of the thermomechanical transducer for example a strip of bimetallic strip, and the heating tape are painted.
  • a surface treatment such as painting, the heat transfer can be improved by thermal radiation between the side facing the bimetallic strip of the heating tape and the bimetallic strip.
  • the radiation emission coefficient of a painted metal surface is up to 20 times higher than a bare metal surface.
  • thermo-mechanical transducer for example a strip of bimetallic strip
  • the heating tape are coppered.
  • the copper layer oxidizes when heated, which further supports the heat transfer.
  • a copper-plated and subsequently oxidized metal surface has a higher emission coefficient than a bare metal surface.
  • the assembly comprising the thermo-mechanical converter and the heating band is surrounded by an insulating sheath, which is kept spaced from the heating tape.
  • An installation switching device comprises at least one Verklin- kungsstelle and a thermal release
  • a thermomechanical transducer for example, a cantilevered Thermobimetallst Shape comprises, which is wrapped for indirect heating with a current-carrying heating tape, wherein the heating tape from the thermo-mechanical converter, for example Bimetal strip is kept spaced, and which deflects when a certain current in the heating band is exceeded so that it thereby the Verklin- kung place unlatched.
  • FIG. 1 schematically shows a first embodiment of a thermal release according to the invention with a heating tape wound around in a meandering manner
  • FIG. 1a schematically shows a second embodiment of a thermal release, with a heating band surrounding the bimetallic strip in a U-shape
  • FIG. see trigger with a one-sided attached to the bimetallic strip
  • Fig. 2 Schematically a second embodiment of a thermal release
  • Fig. 3 Schematically a third embodiment of a thermal release according to the invention
  • Fig. 4 Schematically a fourth embodiment of a thermal release according to the invention.
  • Fig. 1 shows in a thermal release 1 with an elongated strip 2 of a bimetallic strip, it could also be a strip of shape memory alloy.
  • the strip 2 At its one end 4, the strip 2 in the installed position in a service switching device, for example, in a circuit breaker or a motor protection switch, clamped, which is why this end is also referred to as clamping point.
  • the bimetallic strip 2 is meander-like surrounded by a heating tape 3.
  • the heating tape 3 is punched out of a flat, elongated metal sheet and wound around the band around the thermobimetal strip 2 in a meandering manner. The heating tape does not touch the bimetallic strip 2, it is spaced from him, there is air between the bimetallic strip 2 and the heater 3.
  • the heater 3 is connected to the heater 3 via a conductor piece 9. It could also be the heater 3 welded directly to the bimetallic strip 4 without the interposition of a conductor piece.
  • the current of the main current path flows on its way from the input terminal to the output terminal via the conductor piece 9 and the heating coil, whereby the heating coil is heated.
  • the heat of the heating coil 3 passes mainly by radiation from the inside of the heating coil 3 on the bimetallic strip 2 and heats it. Due to the heating of this is perpendicular to its broad side, here in Fig. 1 So perpendicular to the plane bend, and indeed the stronger, the warmer it becomes.
  • the bimetallic strip 2 can unlatch with its operating end 6 a Verklinkungsstelle in a derailleur of the service switching device.
  • the operating end 6 acts either directly on the Verklinkungsstelle, or it interacts with a lever or a lever system and thus indirectly affects the Verklinkungsstelle.
  • a support member 5 here a plastic sleeve 5, pushed onto the bimetallic strip on which the heating tape 3 is supported.
  • the plastic sleeve 5 thus acts as an insulating support member. It ensures that the heating tape 3 and the bimetallic strip 2 remain kept at a distance from each other, even if the heating tape is a little less stiff.
  • the assembly of the heating tape 3 and the support member 5 is also referred to as a heating basket, since it surrounds the bimetallic strip 2 in the manner of a basket.
  • the support member 5 may be additionally latched to the bimetallic strip 2 or the heater 3 or pushed on pressing, so that it is held on the bimetallic strip and does not move even when bending the same.
  • the bimetallic strip 2 can bend unaffected by the heating tape 3, since the heating tape 3 is not pressed against the bimetallic strip.
  • the facing surfaces of both elements are painted, for example, black or in another color, or copper and then oxidized, or otherwise surface treated. This increases the emissivity of the surfaces.
  • the production of a thermal release according to the invention is simplified because it does not have an electrically insulating sheath more be applied to the bimetallic strip 2 or the heating tape 3. The electrical insulation of both parts is ensured by the spatial distance.
  • FIG. 1a A variant of the embodiment of FIG. 1, Fig. 1a.
  • the wrapping of the bimetallic strip 2 with the heating tape 3 is achieved so that the heating tape 3 surrounds the bimetallic strip 2 in the manner of a unilaterally open envelope U-shaped.
  • FIG. 1 b A further variant of the embodiment according to FIG. 1 is shown in FIG. 1 b.
  • the wrapping of the bimetallic strip 2 with the heating tape 3 is achieved so that the heating tape 3 rests on one side of the bimetallic strip 2 spaced.
  • FIG. 2 differs from that shown in FIG. 1 in that a thermally insulating sheath 7 is arranged around the assembly comprising the heating tape 3 and the support part 5. This keeps a distance from the heating tape 3 and the bimetallic strip 2, but it could also be applied close to the heating tape 3.
  • the sheath 7 may be made of a plastic or of a ceramic foil or a thin ceramic tube, or of a textile or glass material, in solid or perforated execution, or other heat-insulating material or composite material. It increases the efficiency of heat transfer from the heating tape 3 to the bimetallic strip 2 by keeping the heat radiated outwardly from the heating tape 3 inside the heating basket.
  • FIG. 3 differs from that shown in FIG. 1 in that an insulating sheath 8 is applied around the thermobimetal strip 2.
  • a thermal release according to the invention can also be constructed with electrically insulated bimetallic strips.
  • the electrically insulating sheath 8 may still have a high emission coefficient and therefore support the heat transfer from the heating tape 3 to the bimetallic strip.
  • FIG. 4 of a thermal release 11 according to the invention differs from that shown in FIG. 1 in that a snap disk 41 is provided as a thermomechanical transducer, which consists of a bimetal or a shape memory alloy. It is held at their edges in clamping points 41.
  • the snap-action disc 21 is coupled to an actuating part 61, in this case a plunger, with which it interacts with the latching point of the service switching device in which it is fitted when it snaps over due to the heating.
  • the snap disc 21 is shown in FIG. 4 in its first stable shaping position, in which the side coupled to the plunger 61 is concavely curved. If the current through the heating band 31 exceeds a predetermined value and the heating of the snap-action disc then a critical temperature, the snap disc 21 snaps into its second stable shape position in which the coupled to the plunger 61 side then convex, here in Fig. 4th to the left, will be arched. The plunger 61 is then pushed to the left and can interact with the Verklinkungsstelle the rear derailleur of the service switching device for permanent unlatching.

Landscapes

  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen thermischen Auslöser (1), insbesondere für ein Installationsschaltgerät, mit einem thermomechanischen Wandler (2), welcher zur indirekten Beheizung mit einem stromdurchflossenen Heizband (3) umwickelt ist, und bei dem das Heizband (3) von dem thermomechanischen Wandler (2) beabstandet gehalten ist. Dadurch ist die Fertigung vereinfacht und die Streubreite des thermischen Auslösestromes verringert.

Description

Thermischer Auslöser und Installationsschaltgerät mit einem thermischen Auslöser
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen thermischen Auslöser, insbesondere für ein Installationsschaltgerät, mit einem thermomechanischen Wandler, welcher zur indirekten Behei- zung mit einem stromdurchflossenen Heizband umwickelt ist.
Derartige thermische Auslöser werden insbesondere bei Leitungsschutzschaltern oder Motorschutzschaltern als Überlastauslöser eingesetzt. Bei Auftreten eines bestimmten, oberhalb eines vorgebbaren Nennstroms liegenden Überstroms verbiegt sich der thermomechanische Wandler so stark, dass er auf ein Schaltwerk einwirkt damit das Installationsschaltgerät bleibend ausschaltet.
Es gibt direkt beheizte und indirekt beheizte thermische Auslöser. Bei der direkten Beheizung durchfließt der Strom den thermomechanischen Wandler selbst, so dass der thermomechanische Wandler direkt im zu überwachenden Hauptstrompfad liegt.
Wenn eine elektrische Isolation zwischen dem thermomechanischen Wandler und dem Hauptstrompfad erwünscht ist, wird die indirekte Beheizung verwendet. Bei der indirekten Beheizung wird der thermomechanische Wandler mit einer von dem Strom durchflossenen Heizwicklung umwickelt. Ein solcher indirekt beheizter thermischer Auslöser mit einem thermomechanischen Wandler aus Thermobimetall ist beispielsweise in der DE 100 02 773 A1 als Auslöser eines Motorschutzschalters gezeigt. Dort ist der Heizleiter als Draht auf den Thermobimetallstreifen aufgewickelt.
Um einen effektiven Wärmeübergang zwischen dem Thermobimetallstreifen und dem Heizleiter zu erreichen, ist es bekannt, den Heizleiter als Heizband aus Blech zu stanzen und ihn um den Thermobimetallstreifen herum zu falzen und an den Thermobimetallstreifen anzupressen. Es entsteht ein flächiger Kontakt zwischen dem Thermobimetall und dem Heizleiter, welcher einen effizienteren Wärmeübergang bewirkt als von einem runden Heizdraht auf den Thermobimetallstreifen. Zwischen dem Thermobimetall und dem Heizband befindet sich dann eine elektrische Isolation, meistens in Form einer isolierenden Folie oder eines isolierenden Geflechts, die das Thermobimetall oder das Blech der Heizwicklung umgeben und über die ganze Kontaktfläche zwischen dem Thermobimetall und dem Heizband elektrisch voneinander isolieren. Ein solcher thermischer Auslöser ist beispielsweise in der DE 10 2004 054 176 A1 gezeigt. Das Aufbringen dieser Isolation, beispielsweise in Form einer dünnen Folie oder eines dünnen Schlauchs, ist aufwändig bei der Montage. Der Wärmeübergang von dem Heizband auf das Thermobimetall erfolgt dabei hauptsächlich mittels Wärmeleitung durch die elektrische Isolationsschicht hindurch und kann deshalb eingeschränkt sein. Insbesondere kann es bei der Fertigung einer großen Anzahl von an sich gleichen thermischen Auslösern zu einer erhöhten Streubreite des thermischen Auslösestromes und damit der Auslösecharakteristik von unterschiedlichen Auslösern innerhalb eines Fertigungsloses kommen, was unerwünscht ist.
Um dennoch einen guten und reproduzierbaren Wärmeübergang zwischen dem
Thermobimetallstreifen und dem Heizband zu erreichen, wird das Heizband großflächig auf den mit Isolation umgebenen Thermobimetallstreifen aufgepresst. Wegen der daraus resultierenden großflächigen Berührung des Thermobimetalls mit dem Heizband kann die Ausbiegung des Thermobimetalls eingeschränkt oder behindert werden, was unerwünscht ist.
Ausgehend von den im Stand der Technik bekannten Lösungen ist es daher wünschenswert, einen indirekt beheizten thermischen Auslöser zu schaffen, der bei einfacher Montagemöglichkeit einen guten Wärmeübergang zwischen dem Heizband und dem thermomechanischen Wandler aufweist. Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Installationsschaltgerät zu schaffen.
Die Aufgabe der Schaffung eines verbesserten indirekt beheizten thermischen Auslösers wird durch einen thermischen Auslöser mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bezüglich des Installationsschaltgerätes wird die Aufgabe gelöst durch ein Installationsschaltgerät gemäß Anspruch 7. Weiterbildungen der vorgenannten Gegenstände sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Erfindungsgemäß also ist das Heizband von dem thermomechanischen Wandler beabstandet gehalten.
Der Begriff des Thermomechanischen Wandlers wird hier verwendet, um allgemein einen Wandler aus Werkstoffen zu bezeichnen, die unter Temperatureinwirkung ihre Form ändern. Neben den bekannten Bimetallen, welche aus der Verbindung zweier Metalle mit jeweils unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet sind, sollen insbesondere auch Formgedächtnislegierungen unter diesen Begriff fallen. Dies sind Metalle, die ab einer bestimmten Temperatur aus einer ersten Form in eine zweite Form umspringen. In vorteilhafter Ausgestaltung sind gattungsgemäße ther- momechanische Wandler als einseitig eingespannte Metallstreifen ausgebildet, die beispielsweise aus Thermobimetall oder aus Formgedächtnismetall bestehen und sich bei Erwärmung senkrecht zu ihrer Breitseite verbiegen. Es sind auch thermome- chanische Wandler in Form einer Schnappscheibe bekannt, die aus Thermobimetall oder aus einer Formgedächtnislegierung besteht, und die sich bei Erwärmung aus einer ersten stabilen Formlage über eine Totpunktlage in eine zweite stabile Formlage umformt, wobei das Umformen bei Überschreiten einer bestimmten kritischen Verformung sehr schnell vonstatten geht, so dass von einem „Umschnappen" zwischen den beiden stabilen Formlagen gesprochen werden kann. Der Einfachheit hal- ber wird in dieser Anmeldung, wenn ein konkretes Material erwähnt wird, anstelle von „Thermobimetall- bzw. FormgedächtnismetaN" nur von „Thermobimetall" gesprochen.
Damit befindet sich erfindungsgemäß Luft zwischen dem Heizband und dem ther- momechanischen Wandler, also beispielsweise einem Thermobimetallstreifen, das Heizband ist nicht auf dem Thermobimetallstreifen aufgepresst. Das Heizband ist erfindungsgemäß vielmehr mehr oder weniger lose über den Thermobimetallstreifen übergeschoben. Die Verbiegung des Thermobimetallstreifens wird nicht mehr durch das Heizband eingeschränkt. Der Wärmeübergang zwischen dem Heizband und dem Thermobimetallstreifen erfolgt durch Konvektion, hauptsächlich durch Wärmestrahlung, und in geringerem Umfang bei ruhender Luft über Wärmeleitung.
Um eine kompakte Baueinheit eines thermischen Auslösers zu realisieren, ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der thermomechanische Wandler als einseitig eingespannter Metallstreifen aus Thermobimetall oder Formgedächtnismetall ausgeführt und das Heizband ist im Bereich der Einspannstelle des Thermobimetallstreifens mit dem Thermobimetallstreifen verbunden.
Hinsichtlich der Beabstandung des Heizbandes von dem thermomechanischen Wandler ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass mit dem thermomechanischen Wandler wenigstens ein isolierendes Abstützteil gekoppelt ist, an dem das Heizband anliegt und durch das das Heizband von dem Bimetallstreifen beabstandet gehalten ist. Das ist insbesondere von Vorteil, wenn das Heizband selbst eine geringe Steifigkeit besitzt. Das Heizband umgibt das Thermobimetall in der Art eines Korbes, weshalb im Sinne der Erfindung auch von einem Heizkorb gesprochen wird. Das Abstützteil kann beispielsweise ein Kunststoffteil sein, das auf das Thermobimetall aufgeschnappt und dadurch dort fixiert ist, vorteilhafterweise im Bereich des freien Endes des Thermobimetallstreifens.
Um einen guten Wärmeübergang zwischen dem Heizband und dem thermomechani- schen Wandler zu erreichen, sind gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die sich gegenüberliegenden Flächen des thermomechanischen Wandlers, beispielsweise eines Streifens aus Thermobimetall, und des Heizbandes lackiert. Durch eine Oberflächenbehandlung wie das Lackieren kann der Wärmeübergang durch Wärmestrahlung zwischen der dem Thermobimetall zugewandten Seite des Heizbandes und dem Thermobimetall verbessert werden. Beispielsweise ist der Strahlungsemissionskoeffizient einer lackierten Metalloberfläche bis zu 20-mal höher als bei einer blanken Metalloberfläche.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann ein sehr guter Wärmeübergang auch dadurch erreicht werden, dass die sich gegenüberliegenden Flächen des thermomechanischen Wandlers, beispielsweise eines Streifens aus Thermobimetall, und des Heizbandes verkupfert sind. Die Kupferschicht oxidiert bei Erwärmung, was den Wärmeübergang weiter unterstützt. Auch eine verkupferte und anschließend oxidierte Metalloberfläche hat einen höheren Emissionskoeffizienten als eine blanke Metalloberfläche.
Es sind selbstverständlich auch alle weiteren, im Prinzip bekannten Oberflächenbe- handlungsverfahren von der Erfindung mit umfasst, die zu einer Erhöhung des Strah- lungs-Emissionskoeffizienten der behandelten Oberfläche führen.
Um den Wärmeverlust nach außen zu verringern ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Baugruppe umfassend den thermome- chanischen Wandler und das Heizband von einer isolierenden Hülle umgeben, die von dem Heizband beabstandet gehalten ist.
Ein erfindungsgemäßes Installationsschaltgerät umfasst wenigstens eine Verklin- kungsstelle und einen thermischen Auslöser, der einen thermomechanischen Wand- ler, beispielsweise einen einseitig eingespannten Thermobimetallstreifen, umfasst, welcher zur indirekten Beheizung mit einem stromdurchflossenen Heizband umwickelt ist, wobei das Heizband von dem thermomechanischen Wandler, beispielsweise dem Bimetallstreifen, beabstandet gehalten ist, und der sich bei Überschreiten eines bestimmten Stromes in dem Heizband so ausbiegt, dass er dabei die Verklin- kungsstelle entklinkt.
Figuren und Beschreibung dienen dem besseren Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
Dabei zeigen:
Fig. 1 Schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermischen Auslösers mit einem mäanderartig umwickelten Heizband, Fig. 1a Schematisch eine zweite Ausführungsform eines thermischen Auslösers, mit einem den Bimetallstreifen U-förmig umgebenden Heizband, Fig. 1 b Schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermi- sehen Auslösers, mit einem einseitig an den Bimetallstreifen angebrachten
Heizband,
Fig. 2 Schematisch eine zweite Ausführungsform eines thermischen Auslösers, Fig. 3 Schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen thermischen Auslösers, sowie Fig. 4 Schematisch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermischen Auslösers.
Fig. 1 zeigt in einen thermischen Auslöser 1 mit einem länglichen Streifen 2 eines Thermobimetalls, es könnte auch ein Streifen aus Formgedächtnislegierung sein. An seinem einen Ende 4 ist der Streifen 2 in Einbaulage in einem Installationsschaltgerät, beispielsweise in einem Leitungsschutzschalter oder einem Motorschutzschalter, eingespannt, weshalb dieses Ende auch als Einspannstelle bezeichnet ist. Der Thermobimetallstreifen 2 ist mäanderartig von einem Heizband 3 umgeben. Das Heizband 3 ist aus einem flachen, längserstreckten Blech ausgestanzt und mäan- derförmig um den Thermobimetallstreifen 2 herumgewickelt. Das Heizband berührt dabei den Thermobimetallstreifen 2 nicht, es ist von ihm beabstandet, es befindet sich Luft zwischen dem Thermobimetallstreifen 2 und dem Heizband 3. An der Einspannstelle 4 ist der Thermobimetallstreifen 2 mit dem Heizband 3 über ein Leiterstück 9 verbunden. Es könnte auch das Heizband 3 ohne Zwischenschaltung eines Leiterstückes direkt auf dem Thermobimetallstreifen 4 aufgeschweißt sein. In Ein- baulage in einem Installationsschaltgerät fließt beispielsweise der Strom des Hauptstrompfades auf seinem Weg von der Eingangs- zur Ausgangsklemme über das Leiterstück 9 und die Heizwicklung, wodurch die Heizwicklung erwärmt wird. Die Wärme der Heizwicklung 3 geht hauptsächlich durch Strahlung von der Innenseite der Heiz- Wicklung 3 auf den Thermobimetallstreifen 2 über und erwärmt diesen. Aufgrund der Erwärmung wird dieser sich senkrecht zu seiner Breitseite, hier in Fig. 1 also senkrecht zur Zeichenebene, verbiegen, und zwar umso stärker, je wärmer er wird. Bei Überschreiten einer kritischen Stromstärke ist die Ausbiegung so stark, dass der Thermobimetallstreifen 2 mit seinem Betätigungsende 6 eine Verklinkungsstelle in einem Schaltwerk des Installationsschaltgerätes entklinken kann. Das Betätigungsende 6 wirkt dabei entweder direkt auf die Verklinkungsstelle ein, oder sie wirkt mit einem Hebel oder einem Hebelsystem zusammen und beeinflusst somit indirekt die Verklinkungsstelle.
An dem der Einspannstelle gegenüberliegenden freien Ende des Thermobimetall- streifens 2 ist ein Abstützteil 5, hier eine Kunststoffhülse 5, auf den Thermobimetallstreifen aufgeschoben, an der sich das Heizband 3 abstützt. Die Kunststoffhülse 5 wirkt damit als isolierendes Abstützteil. Sie gewährleistet, dass das Heizband 3 und der Thermobimetallstreifen 2 auf Abstand voneinander gehalten bleiben, auch wenn das Heizband etwas weniger steif ist. Die Baueinheit aus dem Heizband 3 und dem Abstützteil 5 wird auch als Heizkorb bezeichnet, da sie den Thermobimetallstreifen 2 in Art eines Korbes umgibt. Das Abstützteil 5 kann an dem Thermobimetallstreifen 2 oder dem Heizband 3 zusätzlich verrastet oder auf Pressung aufgeschoben sein, so dass es an dem Thermobimetallstreifen gehalten ist und sich auch bei Verbiegung desselben nicht verschiebt.
Der Thermobimetallstreifen 2 kann sich unbeeinflusst von dem Heizband 3 verbiegen, da das Heizband 3 nicht an den Thermobimetallstreifen angedrückt ist. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen dem Heizband 3 und dem Thermobime- tallstreifen 2 sind die aufeinander zuweisenden Flächen beider Elemente lackiert, beispielsweise schwarz oder in einer anderen Farbe, oder verkupfert und anschließend oxidiert, oder anderweitig oberflächenbehandelt. Dadurch erhöht sich das Emissionsvermögen der Oberflächen. Die Fertigung eines erfindungsgemäßen thermischen Auslösers ist vereinfacht, denn es muss keine elektrisch isolierende Hülle mehr auf den Thermobimetallstreifen 2 oder das Heizband 3 aufgebracht werden. Die elektrische Isolierung beider Teile ist durch den räumlichen Abstand gewährleistet.
Eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 1 zeigt Fig. 1a. Hier ist das Umwickeln des Thermobimetallstreifens 2 mit dem Heizband 3 so gelöst, dass das Heizband 3 den Thermobimetallstreifen 2 in Art einer einseitig offenen Einhüllenden U-förmig umgibt.
Eine weitere Variante der Ausführungsform nach Fig. 1 zeigt Fig. 1 b. Hier ist das Umwickeln des Thermobimetallstreifens 2 mit dem Heizband 3 so gelöst, dass das Heizband 3 auf einer Seite an dem Thermobimetallstreifen 2 beabstandet anliegt.
Die in der Fig. 2 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermischen Auslösers unterscheidet sich von der in der Fig. 1 gezeigten dadurch, dass um die Baueinheit aus dem Heizband 3 und dem Abstützteil 5 herum eine thermisch isolierende Hülle 7 angeordnet ist. Diese hält Abstand von dem Heizband 3 und dem Thermobimetallstreifen 2, sie könnte aber auch nahe auf das Heizband 3 aufgebracht sein. Die Hülle 7 kann aus einem Kunststoff oder aus einer Keramikfolie oder einem dünnen Keramikrohr, oder aus einem Textil- oder Glasmaterial, in massiver oder gelochter Ausführung, oder einem anderen wärmeisolierenden Material oder Materialverbund bestehen. Sie erhöht die Effizienz des Wärmeübergangs von dem Heizband 3 auf den Thermobimetallstreifen 2, indem sie die von dem Heizband 3 nach außen abgestrahlte Wärme im inneren des Heizkorbes hält.
Die in der Fig. 3 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermischen Auslösers unterscheidet sich von der in der Fig. 1 gezeigten dadurch, dass um den Thermobimetallstreifen 2 herum doch eine isolierende Hülle 8 aufgebracht ist. Diese Ausführungsform zeigt, dass ein erfindungsgemäßer thermischer Auslöser auch mit elektrisch isolierten Thermobimetallstreifen aufgebaut werden kann. Zusätzlich kann die elektrisch isolierende Hülle 8 noch einen hohen Emissionskoeffizienten besitzen und daher den Wärmeübergang von dem Heizband 3 auf den Thermobimetallstreifen unterstützen. Die in der Fig. 4 gezeigte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen thermischen Auslösers 11 unterscheidet sich von der in der Fig. 1 gezeigten dadurch, dass als thermomechanischer Wandler eine Schnappscheibe 41 vorgesehen ist, die aus einem Bimetall oder einer Formgedächtnislegierung besteht. Sie ist an ihren Rändern in Einspannstellen 41 gehalten. Schematisch ist gezeigt, dass die Schnappscheibe 21 mit einem Betätigungsteil 61 , hier einem Stößel, gekoppelt ist, mit dem sie beim Umschnappen aufgrund der Erwärmung mit der Verklinkungsstelle des Installationsschaltgerätes zusammenwirkt, in das sie eingebaut ist. Die Schnappscheibe 21 ist in der Fig. 4 in ihrer ersten stabilen Formlage gezeigt, in der die mit dem Stößel 61 ge- koppelte Seite konkav gewölbt ist. Wenn der Strom durch das Heizband 31 einen vorbestimmten Wert und die Erwärmung der Schnappscheibe daraufhin eine kritische Temperatur überschreitet, so schnappt die Schnappscheibe 21 in ihre zweite stabile Formlage um, in der die mit dem Stößel 61 gekoppelte Seite dann konvex, hier in Fig. 4 nach links, gewölbt sein wird. Der Stößel 61 wird dadurch dann nach links geschoben und kann mit der Verklinkungsstelle des Schaltwerks des Installationsschaltgerätes zur dauerhaften Entklinkung zusammenwirken.
Bezugszeichenliste
1 Thermischer Auslöser
2 Thermobimetallstreifen
3 Heizband
4 Einspannstelle
5 Abstützteil
6 Betätigungsende
7 isolierende Hülle
8 Isolierung
9 Leiterstück
11 Thermischer Auslöser
21 Schnappscheibe
31 Heizband
41 Einspannstelle
61 Betätigungsteil

Claims

Patentansprüche
1. Thermischer Auslöser (1 ), insbesondere für ein Installationsschaltgerät, mit einem thermomechanischen Wandler (2), welcher zur indirekten Beheizung mit einem stromdurchflossenen Heizband (3) umwickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizband (3) von dem thermomechanischen Wandler (2) beabstandet gehalten ist.
2. Thermischer Auslöser (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der thermomechanische Wandler einen einseitig eingespannten Metallstreifen aus
Bimetall oder einer Formgedächtnislegierung umfasst und das Heizband (3) im Bereich einer Einspannstelle (4) des Metallstreifens (2) mit dem thermomechanischen Wandler (2) verbunden ist.
3. Thermischer Auslöser (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mit dem thermomechanischen Wandler (2) wenigstens ein isolierendes Abstützteil (5) gekoppelt ist, an dem das Heizband (3) anliegt und durch das das Heizband (3) von dem thermomechanischen Wandler (2) beabstandet gehalten ist.
4. Thermischer Auslöser (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der sich gegenüberliegenden Flächen des thermomechanischen Wandlers (2) oder des Heizbandes (3) zur Verbesserung des Wärmeübergangs oberflächenbehandelt ist.
5. Thermischer Auslöser (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der sich gegenüberliegenden Flächen des thermomechanischen Wandlers (2) oder des Heizbandes (3) zur Verbesserung des Wärmeübergangs lackiert ist.
6. Thermischer Auslöser (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der sich gegenüberliegenden Flächen des Thermobimetallstrei- fens (2) oder des Heizbandes (3) zur Verbesserung des Wärmeübergangs verkupfert ist.
7. Thermischer Auslöser (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe umfassend den thermomechanischen Wandler (2) und das Heizband (3) mit einer isolierenden Hülle (7) umgeben ist.
8. Installationsschaltgerät mit einer Verklinkungsstelle und mit einem thermischen Auslöser (1), der einen einseitig eingespannten thermomechanischen Wandler (2) umfasst, welcher zur indirekten Beheizung mit einem stromdurchflossenen Heizband (3) umwickelt ist, wobei das Heizband (3) von dem thermomechani- sehen Wandler (2) beabstandet gehalten ist, und der sich bei Überschreiten eines bestimmten Stromes in dem Heizband so ausbiegt, dass der dabei die Verklinkungsstelle entklinkt.
9. Installationsschaltgerät nach Anspruch 8, wobei der thermische Auslöser nach einem der Ansprüche 2 bis 6 ausgebildet ist.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2551885A1 (de) 2011-07-28 2013-01-30 Eaton Industries GmbH Übertemperaturschutzeinrichtung für ein elektrisches Schutzschaltgerät
DE102012003169A1 (de) 2012-02-17 2013-08-22 Abb Ag Thermische Auslöserbaugruppe und Installationsschaltgerät mit einer thermischen Auslöserbaugruppe
DE102013002470B4 (de) * 2013-02-14 2014-10-23 Abb Ag Thermischer Auslöser und lnstallationsschaltgerät mit einem thermischen Auslöser
CN104332358A (zh) * 2013-10-31 2015-02-04 柳州市安龙机械设备有限公司 热继电器
CN103871778A (zh) * 2014-03-27 2014-06-18 福州大学 一种记忆合金在过载脱扣器上的应用

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE712203C (de) * 1937-02-26 1941-10-14 Stotz Kontakt Gmbh Als Ausloesemittel in einen selbsttaetigen Schalter einzubauender Thermostat mit Bimetallstreifen
DE761899C (de) * 1941-11-05 1954-03-29 Siemens Schuckertwerke A G Thermischer Ausloeser mit Bimetallstreifen und isolierter Heizwicklung
DE1053640B (de) * 1954-06-12 1959-03-26 Ellenberger & Poensgen UEberstromschutzschalter
DE1513282A1 (de) * 1965-06-10 1969-12-04 Licentia Gmbh Bimetalleinrichtung,insbesondere Bimetallausloeser
US3408606A (en) * 1966-06-10 1968-10-29 Ite Circuit Breaker Ltd Low ampere circuit breaker with indirectly heated thermal element
DE1613606B1 (de) * 1967-04-05 1971-07-29 Danfoss As Thermische Anlassvorrichtung für einen Einphasen-Asynchronmotor
DE7147384U (de) * 1971-12-16 1972-08-17 Bosch R Gmbh Ueberwachungsgeraet fuer die heizung der gluehkerzen einer brennkraftmaschine
JP2000340093A (ja) * 1999-05-25 2000-12-08 Fuji Electric Co Ltd 回路遮断器の過電流引外し装置
DE10002773B4 (de) * 2000-01-22 2005-12-15 Abb Patent Gmbh Motorschutzschalter
DE102004054176A1 (de) * 2004-11-10 2006-05-24 Abb Patent Gmbh Thermischer Auslöser
DE102006003124A1 (de) * 2006-01-23 2007-08-02 Siemens Ag Verfahren zur Realisierung eines verbesserten thermomechanischen Überlastschutzes und zugehörige Überlastschutzeinrichtung
DE202007010275U1 (de) * 2007-07-24 2007-10-04 Siemens Ag Heizelement zum Heizen eines zum Auslösen eines Schutzschalters verwendbaren Bimetallteils
CN101359561B (zh) * 2007-08-03 2013-02-27 施耐德电器工业公司 具有台阶式轭铁结构的脱扣器和具有这种脱扣器的断路器
CN201117564Y (zh) * 2007-10-31 2008-09-17 洪常青 镀膜双金属片

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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