DEST000488MA

DEST000488MA - Device for influencing the release characteristics of thermal releases for automatic switches.

Info

Publication number: DEST000488MA
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Mannheim-Neckarau Sattler
Original assignee: Stotz Kontakt GmbH
Current assignee: Stotz Kontakt GmbH
Publication date: 1951-03-01

Description

g
TSse charajgberTst ik^wwfeyj? e 1 b s t s chj^G
TSse charajg berTst ik ^ wwfeyj? e 1 bsts chj ^

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*Circuit breakers with thermal tripping only do their job in a hurry _? if the stroke-time characteristic of the release is adapted to the days of use of the self-switch * If there are ₉ small overloads to be switched off in a short time, or sensitive devices must be protected from small short-term overloads, the thermal release must also be used address an impermissible increase in current within a short period of time *

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 einesIn Abbel are the characteristics a _? b and e for the Strora-Tent-AbhMagigkeit shown with different design of the release "The characteristic curve a shows a current-tent course of the release for the cases just described" If only the lines of a system are to be protected from inadmissible overloading ₉ this is the case the thermal release has a somewhat more sluggish characteristic according to the characteristic curve b »With sufficient protection, the cross-section of the cable is used up to the permissible grease» The still slower © characteristic curve c was chosen for thermal releases of self-switches * which are used to protect motors that are difficult to start up « Ia Fig * 2 are the heating curves of bimetal shown _? the • mirror image of the current-2-time characteristics according to Fig. 1

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«Trip units made from bimetal correspond to * The faster the bimetal of a trip unit reaches final heating, the steeper its current-time characteristic becomes. Rapid final heating depends on the power used to heat the bimetal and on the heat losses caused by dissipation and radiation * While the heating power can be easily determined and delimited, the heat losses are largely dependent on the amount of material in the release itself and on its environment may depend "This makes the method of attaching a decisive RoIIe ₉ because on the attachment to be" used metal parts and the mounting pad a significant amount of heat flow away "to compensate for the resulting loss of heat has spent to date greater heating power and the change of the characteristic example, to influence interchangeable Heispakete tried or one has _nine such ss "is already known split the bimetallic strip, so that a gradual shutdown of the resistance cross section of the bimetallic strip and thus an increase in the Heisleistung to accelerate. Shutdown was enabled «

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«mentioned characteristics cannot always be achieved precisely in the desired form and especially not * if the space available for this can only be dimensioned small * as is the case above all with the so-called installation automatic switches β In addition, a bimetallic strip that is too weakly dimensioned brings about which may receive only a small cross section in limited space 9 the craft required for the safe release of the self-switch! not to * the weak bimetallic strip with a small cross section is overloaded with lurzaehluss and is therefore easily damaged or destroyed ^ UIE expended heating power can according to the invention be reduced by the fact that the bimetallic strip causing the triggering of the self-switch is fastened to its base plate, especially the base or a partition of the self-switch housing, with means preventing or inhibiting the flow of heat tig connected to one pole of its power supply line, metal that is poorly thermally conductive is primarily used, such as Stg Gegenxandsmetall #tUe Selskkörperei- is used «

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? ΊίΤΒβ @ τ eder holder for the B4s @ tanstreifen mx®B for reasons of heat inhibition and partly from Grürkien strength are designed to ₉ that it can accommodate the overcoming at a curvature of the bulb tall strip au Sehaltfcrafte without deformation "To further influencing the tripping characteristic additional "exchangeable heating packs" are provided in per se "known Weis®" which, according to a further invention, are formed from the metal strip forming the other supply line to the bimetallic strip by one or more zigzag layers and, if necessary, by placing tightly against the bimetallic strips, " Further details of the invention and several exemplary embodiments for achieving different characteristic curves are illustrated in the drawings * Fig® 3 to 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»A thermal release with which the tasks on which the invention is based, namely its extremely compact arrangement and the influencing of the current-time characteristics, are achieved with simple means * is shown in front and side views in FIGS. 3 and 4. On a ceramic base plate 1 there is arranged the safety mechanism 2 of the automatic switch, indicated by the outline, which is actuated by a button 3 «The latching of the automatic switch is triggered via an axis 4 _ψ as soon as a current overload occurs« A lever 5 is connected to the axis 4 * who is under the influence of the thermal release »

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 EndeThe thermal release consists of a bimetal strip 6, which is preferably connected to a metal frame 7 by spot welding Haltehiachen an increased strength, so that when switching through the bimetal strip the adjustment forces can be absorbed without noticeable deformation ixbQx an angle 9 _? which is clamped under the frame 7 * The power supply to the other end

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©of the bimetallic strip takes place via a metal band 10, the metal fastening 11 of which served as a base for the adjusting screw 13 of the shift lever 5, which is provided with an insulating head 12. The metal band 10 is V-shaped _? its legs run approximately parallel to the metal strip and their length corresponds roughly to the effective .bange of the bimetal strip _. that the metal band hinders the movement of the bimetallic strip. The trigger to be able to give the characteristic curve a of the Abbel, the bimetallic strip 6 is dimensioned and a bimetallic _{quality with such a high specific resistance is used 9} that greed provides the main part of the total heating output against the holding frame 7 and the feed belt 10 «The self-heating on the one hand and the heat capacity of the metallic ,, the power supply parts 7 and 10 on the other hand are so coordinated? that the bimetallic strip 6, which is created in it by its heating resistor. Heating can not be withdrawn ©

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»A characteristic curve b according to FIG. 1 can be obtained ₉ if a bimetallic strip 6 is selected * which heats up less than its carrier 7 _f so that a large part of the heating cable is taken up by it and thus a greater inertia of the entire release device is achieved »

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 durchEven more inertia to the characteristic c of Figure * is I, by indirect heating of the Bimetallstreifena erreichtj β as shown in Fig * 5 is shown "The feed belt 10 is formed here as Heiawiderstand 14 $ of the check with intermediate layers 15 of mica closely to the Bimetallic strip 6 creates »Using intermediate disks 16, this heating device is fastened together with the bimetallic strip to the holding frame 7 by means of a rental 17

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*additional means with a relatively high heat capacity * such as a support strip 18 and the closer approach which would represent a power supply line with a larger cross-section is increased *

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*While _s flowed through in the arrangement of Fig * 5 of the bimetallic strip 6 no ¥ h from the current a completely indirect heating is achieved by the Heiawiderstand 14 characterized in the arrangement of Figo 6 "that of a terminal end of the heating resistor 14 close to the fastening point 17 Pear tall strip ns 6 is brought up * where this is connected to the heated end of the bimetal strip by soldering 20 _? so that the heating current through this © soldering _s the fixed end of the bimetallic strip and the frames runs off * The heating resistor is fully here by the upper mica strip 15 from the bimetallic strip separate the Heiζwiderstand 14 itself is made as a result of the other type of connection naturally consists of three layers, but can in If necessary, more times can be provided. * If a longer thermal resistance is required for apparatus with lower rated currents *

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*In an embodiment of the release according to FIG. 7, instead of a heating resistor 14 made of heat conductor tape, a heating rod 21 made of carbon is used The bimetallic strip 6 is in turn attached to the inner face of the holding frame welded on and the heating rod 21 using a mica intermediate layer 15 by means of a screw bolt 22 The power connection to the discharge point 9 is made by a special soldering point 23 * during the The lead wire 19 is connected to the heating rod 21 via a soldering 24 instead of a semiconductor as a heating resistor a ceramic body with an inner layer or a wound resistor can be used *

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®It is thus evident ^ that the current-time * characteristic can be influenced within wide limits by suitable measures and the selection of the heating of the bimetal strip * What is essential, however, is ^ that the heating cable used is actually only directed to where its effectiveness is required? by preventing an uncontrollable drainage of the noisy _P especially * through the holding frame 7®

Claims

I & t contested ⁵

le SinrichtuH! * aur influencing a AueliSeeo characteristic of thermal releases for self-switches. " characterized »that ö © r ύ% β .Discharge öes self-switching era (2) causing © bimetallic strip (6) with a part (7) that hampers or protrudes from the heat flow on the? Switch base plate Cl) or one

other "corresponding oeJäuseteil fastenv and, if necessary, susätalieiia heating devices for his Järwärmurg" as well as la Connection with öieeeA »heat st amend © means (18) aur deaf from ^ öadchariücteris ^ tllc voxgesehan sind®

Z » Einriehtujii ^ naeh / mspeach 1» thereby gekemiaeich. .et »that as fastening means for the bimetal strip βία hold x'äimoh & m ^ VQxi low mass una solehea? öostalturi ^ provided that the $ Verste'llkrä # te for Schaltmeohanisfisiis without Öeformation. from him

3β Einricbtwig after A ^^ rach 1 and 2 »aadureh that the holder ahme he» (7) from an 'ifiiiierst with low thermal conductivity

4 * Sinriclitisng according to ^ iaspfucii 1 and 2 _S daausch, that stiffening ribs are embossed in the Äähscb ^ n

5β SinrioiitiMig n ^ oh Ansprtteä I ₉ by means of gekanaa © lehnet »that as Heiisviiäes * stood (14) dagi AUFUhrungsband (la) from ant-

6® SinricÄtiÄÄg after 4 * & $ prueh 5 ^ ciaäurch geke.nnmarks »that tox üJriiöhuiig the inertia of the Amslöaeeharisfcteristile underneath the He ismldex standee (14) for the bimetal strip on a in StUt a strip (18) is attached *

g according to claim I ₀ öatureh characterized in that as

aen bimetallic strip for EIA heating rod (1 ;;) © au angeoränet particular semiconductor material or a conductor layer usfitsrhalb bimetal roaming ons