DE1053641B

DE1053641B - Elektrischer Thermoausloeser

Info

Publication number: DE1053641B
Application number: DEW15414A
Authority: DE
Inventors: Hans Widmaier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-11-26
Filing date: 1954-11-26
Publication date: 1959-03-26

Description

Elektrischer Thermoauslöser Bei elektrischen Thermoauslösern, wie z. B. Sicherungsautomaten, Thermorelais oder anderen thermischen Steuerungsgeräten, erfolgt die Auslösung von V -ängen, wi e z . B. die Schließung oder Öffnung org elektrischer Kontakte, die Freigabe mechanischer Bewegungen usw., mittels widerstandsbeheizter Bimetallfedern. Als Widerstandsmaterial werden dabei Drähte oder Bänder aus Kupfer, Manganin, Konstantan. i\ickelin und ähnlichen Widerstandsmateriialien verwendet, wobei die Bimetallfeder selbst zum Teil aus diesren Materialien bestehen kann oder Widerstandsdrähte aus .diesem Material um die Bimetallft@dern herumgewickelt sind. Bei Benutzung derartiger Widerstandsmaterialien wird der elektrische Widerstand bei Erwärmung größer und sinkt entsprechend bei Abkühlung. So beträgt z. B. hei Leitungskupfer im Bereich der Normaltemperatur der Temperaturkoeffizient des Widerstandes 0,4%. Damit ändert sich die Leistung, wenn die Stromstärke konstant gehalten wird.
Die Änderung des Temperaturkoeffizienten ides Widerstandes hängt jedoch auch von dem Temperaturbereich ab, innerhalb dessen .diese Änderung vorgenommen wird, und zwar vergrößert sich der Temperaturkoeffizient im allgemeinen mit steigender Temperatur.
Diese Widerstandsänderungen wirken sich insbesondere auf die Auslöst- und Ansprechzeiten. der elektrischen Wärmeauslöser in der Weise aus, daß sich die normalen Ansprech- und Auslösezeiten vor allem bei niedrigen Temperaturen stärker vergrößern, als dies für die einwandfreie Funktion des Gerätes tragbar ist. So ist z. B. (die normalt Ansprech- und Auslösezeit bei einer Temperatur von beispielsweise 0 oder - 15° C wesentlich verlängert gegenüber der normalen Ansprech- und Auslösezeit bei Zimmertemperatur. Dies kann zur Folge haben, daß ein Gerät, zu dessen Schutz oder Steuerung ein Wärmeauslöser, Sicherungsautomat oder Thermorelais eingebaut ist, bei tieferen Temperaturen durch einen auftretenden Ül)erstrom zerstört wird', bevor die Abschaltung .durch das Thermorelais erfolgt.
Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil .durch Verwendung von Widerstandsmaterial mit negativem Temperaturkoeffizienten behoben. Bei derartigen Materialien nimmt der Widerstand mit steigender Temperatur ab und nimmt mit sinkender Temperatur zu. Als Widerstandsmaterialien mit negativem Temperaturkoeffizienten sind z. B. Kohle, Graphit, insbesondere unreiner Graphit, Bor, Urandioxyd, Tellur, Silizium, Ilmenit, Oxyde des .dreiwertigen Eisens usw. bekannt. So sinkt z. B. der Widerstand von Kohle in glühendem Zustand gegenüber dem Widerstand bei Zimmertemperatur auf ungefähr die Hälfte. Zum Stand der Technik muß bemerkt werden, daß es bekannt ist, die Auslösecharakteristik von elektrischen Wärmeauslösern durch Parallelschaltung von: Halbleitern zu -dem Bimetall zu beeinflussen. Auch Kohle ist .dabei als Halbleiter verwendet worden. Im Gegensatz dazu wird, durch den Erfindungsgegenstanid nicht (die Auslösecharakteristik (btei.nflußt, sondern es wird eine konstante Ansprech- bzw. Auslösezeit erzielt, weitgehend unabhängig davon, ob (die in der Umgebung des Wärmeauslösers herrschende Temperatur höher oder niedriger ist.
Ähnlich wie Kohle verhält sich Glas, das bei Zimmertemperatur ein fast absoluter Isolator ist, während es bei Rotglut den Strom verhältnismäßig gut leitet, also einen wesentlich niedrigeren Widerstandswert durch @die Erwärmung erhält.
Auch Flüssigkeiten mit negativem Temperaturkoeffizienten sind bekannt, wie z. B. Zink- Kupfer-Eisensulfat-Lösungen.
Man kann die Anordnung auch so treffen, daß die Bimetallfeder nicht durch die Umwickelung mit Widerstandsdraht geheizt wird, sondern indirekt mittels Stäbchen aus Widerstandsmaterial mit negativem Temperaturkoeffizienten, z. B. durch Kohle-oder Graphitstäbchen oder mittels gesinterter, halbleitender Materialien mit negativem Temperaturkoeffizienten sind bekannt, wie z. B. Zink-Kupfer-oder in anderer .geeigneter Form angebracht ist.
Eine weitere Möglichkeit !besteht darin, Materialien mit negativem und solche mit positivem Temperaturkoeffizienten zu kombinieren, um dadurch in der Gesamtheit den Temperaturkoeffizienten auf einen möglichst, geringen Wert herunterzudrücken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrischer Wärmeauslöser mit widerstandsbeheizter Bimetallfeder, dadurch gekennzeichnet, daß oder Einfluß .der vor dem Ansprechen herrschenden Temperatur der Teile auf seine Anspreeh-bzw. Auslösezeiten vermindert wird durch elektrische Erwärmung .der Bimetallfeder mittels an sich bekannter Widerstandsmaterialien mit negativem Temperaturkoeffizienten.
2. Elektrischer Wärmeauslöser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kombination von Materialien mit negativem und positivem Temperaturkoeffizienten.
3. Elektrischer Wärmeauslöser nach Anspruch 1 oder 2, .dadurch gekennzeichnet, da,ß eine Bimetallfeder mit einem stromdurchflossenen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten fest verbunden ist.
4. Elektrischer Wärmeauslöser nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erwärmung der Bimetallfeder ein. stromdurchflossenes Stäubchen aus einem Material mit negativem Temperaturkoeffizienten dient, in .dessen Nähe der Bimetallstreifen angebracht, z. B. um das Stäbchen herumgewickelt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 837 726, 519 743; Erwin Weise, Technische Halbleiterwiderstände, .eipzig, 1949, Teil 1, S. 1, 4, 16.