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Überstromwärmeauslöser für elektrische Schaltgeräte Bimetallauslöser
für Überstromselbstschalter müssen, wenn sie für Nennstromstärken von einigen roo
A und darüber als direkt vom Strom durchflossene Elemente ausgebildet werden, wegen
des hohen spezifischen Widerstandes des Bimetalls viel größere Querschnitte erhalten,
als es die von ihnen zu leistende mechanische Arbeit erfordert. Mit dem größeren
Querschnitt steigt nicht nur der Verbrauch an Bimetall, sondern auch der Wattverbrauch
in unerwünschter Weise.
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Durch irrdirekte Beheizung mittels eines Heizelementes kann man den
Querschnitt und Wattverbrauch wesentlich kleiner halten. Es sind z. B. Ausführungen
bekannt, bei denen ein flacher Bimetallstreifen .einseitig befestigt auf einer Widerstandsheizschieneaufliegt
oder ein bogen- oder wendelförmiger Bimetallstreifen einen zylindrischen Widerstandsheizkörper
umschließt. Diese Anordnungen haben folgende Nachteile: Die Wärmeübertragung vom
Heizkörper auf den Bimetallstreifen erfolgt nur zum geringen Teil auf metallischem
Wege über die Verbindungsstelle zwischen dem Heizkörper und dem Bimetallstreifen,
zum größten Teil aber durch die Luftschicht, die sich bereits bei geringerer Ausbiegung
zwischen beiden einstellt. Infolgedessen ist die Heizwirkung abhängig von der Lage
des Wärmeauslösers, da die Luftschicht einem thermischen Auftrieb unterliegt, der
sich je nach der Lage verschieden auswirkt. Außerdem ist bei solchen Auslösern die
Wartezeit nach demAuslösen bis zur möglichen Wiedereinschaltung lang, weil infolge
der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Luftschicht auch nach Aufhören des Überstroms
noch eine längere Nachbeheizung des Bimetallstreifens .durch den erheblich wärmeren
Widerstandskörper erfolgt.
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Es sind ferner Überstromwärmeauslöser für elektrische Schaltgeräte
bekanntgeworden, bei denen ein Bimetallstreifen seine Wärme von einem vom Betriebsstrom
durchflossenen Widerstandslieizstreifen !empfängt. Bei diesen bekannten Überstromwärmeauslösern
besteht jedoch keine unmittelbare metallische, gut Wärme leitende Verbindung zwischen
dem Widerstandsheizstreifen und dem Bimetallstreifen. Der Widerstandsheizstr.eifen
ist nämlich von dem Bimetallstreifen durch elektrisch isolierendes Material getrennt,
dessen Wärmeleitfähigkeit bekanntlich sehr gering ist, so. daß ein verhältnismäßig
großes Temperaturgefälle zwischen Bimetallstreifen und dem Widerstandsheizstreifen
entsteht. Die Isolierschicht hat daher dieselben Nachteile zur Folge wie die schlechte
'Wärmeleitfähigkeit der Luftschicht bei den beschriebenen Bimetallauslösern für
Überstromselbstschalter mit indirekter Beheizung des Bimetallstreifens.
Das
Wesen der Erfindungbesteht deshalb bei einem überstromw ärmeauslöser für elektrische
Schaltgeräte, bei dem das feste Ende,, eines Bimetallstreifens mit einem vom Be-,
triebsstrom durchflossenen Widerstandsheizstreifen unmittelbar gut wärmeleitend
jrQ r-t: Bunden ist, darin, daß der Widerstandsstreifen mit einerKröpfung oder einerU-förmigen
Ausbauchung quer zur Stromrichtung versehen ist, an bzw. in der der Bimetallstreifen
mit seinem festen Ende befestigt ist.
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Durch -die erfindungsgemäße Anordnung des Bimetallstreifens quer zur
Stromrichtung im Widerstandsheizstreifen ergeben sich besonders günstige Erwärmungsverhältnisse
des Bimetallstreifens, weil .dieser sich dann über seine ganze Breite im wärmsten
Heizstreifengebiet befindet und dem kühlenden Einfluß der Zuführungsleitungen zum
Heizstreifen entzogen ist. Dieser kann infolge= dessen kürzer gehalten werden, so
daß -die Wattverluste kleiner werden.
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In Fällen, wo die Wärmeträgheit dieser Anordnung noch nicht genügt,
kann weiter der Widerstandsheizstreifen mit deiner Wärmebeschwerung versehen werden.
Mitunter ist es vorteilhaft, den Querschnitt des Widerstandsheizstreifens in der
Nähe des Bimetallstreifens, z.B. durch Einschnitte oderLöcher, zu schwächen, um
die Wärme zusammenzuhalten.
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In den Abbildungen z bis 5 sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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Nach Abb. i ist zwischen den Anschlußklemmen wund b ein Widerstandsheizstreifen
c gespannt, der in der Mitte eine stufenartige Kröpfung d enthält. Auf dem
Stück d ist der Bimetallstreifen e metallisch gut wärmeleitend, z. B. durch
Lötung, Schweißung oder auch sorgfältige Nietung, .befestigt. Bei Stromdurchgang
durch den Widerstandsheizstreifen c wird die in ihm erzeugte Wärme sich schnell
in dem Bimetallstreifen e fortpflanzen, so daß sich dieser in der gestrichelt angedeuteten
Weise ausbiegt.
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Eine noch innigere metallisch wärmeleitende Verbindung ergibt die
Anordnung nach Abb. 2. Der Widerstandsheizstreifen c enthält in der Mitte eine Ausbauchung
f von der Form eines schmalen U. In diese Ausbauchung ist der Bimetallstreifen eingesetzt
und nach einem der obengenannten Verfahren "-ohne Luftzwischenraum mit dein Heizkörper
verbunden. Die Form des Bimetallstreifehs wird dabei zweckmäßig in an sich bekannter
Weise so gewählt, daß der Bimetallstreifen, wie Abb. 3 zeigt, nach dem Widerstandsheizkörper
zu breiter wird, damit an der Wärmeübergangsstelle die größte Breite vorhanden ist.
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Abb. q. zeigt einen Wärmeauslöser nach der Erfindung, bei dem auf
der dem Bimetallstreifen abgekehrten Seite der Widerstandsheizstreifen c mit einem
zusätzlichen Wärmegewicht g, z. B. einer Metallmasse, versehen ist; um die Wärme
zusammenzuhalten, ist das Wärmegewicht g noch von einer Isolierhülle lz umschlossen.
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Der Widerstandsheizkörper kann auch in anderer Form ausgebildet sein,
z. B., wie Abb. 5 zeigt, als Schiene i, deren Ouerschnitt in der Nähe der Befestigungsstelle
des Bimetallstreifens e durch Schlitze k, Löcher oder ähnliche Mittel so stark vermindert
ist, daß hier eine starke Erwärmung gegenüber den übrigen Schienenteilen entsteht.