DE1207995B

DE1207995B - Thermal protection element

Info

Publication number: DE1207995B
Application number: DEL40014A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Sowa
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-09-12
Filing date: 1961-09-12
Publication date: 1965-12-30

Description

Thermoschutzelement Der Einbau von Thermoschutzelementen, insbesondere als Thermoschalter, in die Wicklungen elektrischer Maschinen oder Geräte bereitet hinsichtlich der Isolation Schwierigkeiten. Andererseits ist die Verzögerung im Temperaturanstieg des Thermostaten gegenüber jenem der Wicklung zu groß, als daß man von einem vollen Thermoschutz, z. B. eines Motors, sprechen könnte.Thermal protection element The installation of thermal protection elements, in particular as a thermal switch in the windings of electrical machines or devices in terms of isolation difficulties. On the other hand, the delay is im Temperature rise of the thermostat compared to that of the winding too great for that one of a full thermal protection, z. B. an engine, could speak.

Man hat erkannt, daß der Thermostat eine möglichst kleine Wärmekapazität haben und ein möglichst guter Wärmeübergang von der Wicklung auf den Thermostaten vorhanden sein soll. Beide sind bedingt durch die Größe des Thermostaten, durch die Isolation, durch die Art des Einbaues oder der Einbettung in die Wicklung. Die Isolation muß nicht nur elektrisch, sondern auch mechanisch fest und hoch temperaturbeständig sein. Die Erfüllung dieser Forderungen hängt jedoch von einer Reihe sich gegenseitig begrenzender oder auch ausschließender Eigenschaften ab; so wird mit der Erhöhung des Isolationswertes der Wärmeübergang schlechter; Kunststofffolien haben eine hohe Durchschlagfestigkeit, sind aber nur wenig temperaturbeständig.It has been recognized that the thermostat has the smallest possible heat capacity and the best possible heat transfer from the winding to the thermostat should be present. Both are due to the size of the thermostat the insulation, through the type of installation or embedding in the winding. the Insulation must not only be electrically, but also mechanically strong and resistant to high temperatures be. The fulfillment of these requirements, however, depends on a number of each other limiting or excluding properties; so will with the increase the insulation value of the heat transfer worse; Plastic films have a high Dielectric strength, but are only slightly temperature resistant.

Man hat deshalb schon verschiedene Ausführungen der Thermoschutzelemente und Möglichkeiten des Einbaues vorgeschlagen. Die sogenannten Knopftherinostaten hat man mit einer Hülle aus Glasgewebeband mit eingelegtem Polyesterfilm umgeben, um bei hoher Isolationsfestigkeit geringen Wärmewiderstand zu erhalten. Das Ergebnis entsprach je- doch nicht den Erwartungen. Der Temperaturverzug war nach wie vor zu groß, um den Motor bei voller Ausnutzung im Nennbetrieb festgebremst zu schützen.For this reason, various versions of the thermal protection elements and installation options have already been proposed. The so-called button thermostats have been surrounded by a cover made of glass fabric tape with an inlaid polyester film in order to obtain low thermal resistance with high insulation strength. The result did not meet JE but below expectations. The temperature delay was still too great to protect the motor when it was braked at full capacity in nominal operation.

Es wurde erkannt, daß eine gleichmäßige Auflage des Thermoschutzelementes an der Wicklung erforderlich ist. Da das mit dem Therrnoschutzelement selbst nicht zu erreichen war, hat man einen mit Glasseidenband umwickelten Metallstreifen in die Wicklung eingebettet und an dessen herausstehenden Lappen einen Thermostaten eingewickelt. Damit aber wurde die Wärmekapazität über die Maßen erhöht. Schließlich gab man sich mit dem Temperaturnachlauf im Thermostaten zufrieden und suchte nur Festwerte zu erreichen und den Nachlauf zu kompensieren. Damit aber ist dem steilen Temperaturanstieg, wie er etwa beim Festbremsen eines Motors entsteht, nicht zu begegnen und an den Vollschutz des Motors nicht heranzukommen.It was recognized that a uniform support of the thermal protection element on the winding is required. Since the thermal protection element itself is not was to be reached, one has a metal strip wrapped with glass silk tape in the winding is embedded and a thermostat on its protruding lobe wrapped up. But this increased the heat capacity beyond measure. In the end one was satisfied with the temperature lag in the thermostat and just searched To achieve fixed values and to compensate for the lag. But that’s the steep one Temperature rise, such as occurs when a motor brakes, is not allowed encounter and not get to the full protection of the engine.

Nach der Erfindung wird für ein Thermoschutzelement mit Außenisolation zum Einbau in die Wicklung elektrischer Maschinen oder Geräte vorgeschlagen, das Thermoschutzelement in einer abgeschlossenen Hülle aus Glasseide allseitig umgeben in Metallpulver einzubetten.According to the invention, for a thermal protection element with external insulation Proposed for installation in the winding of electrical machines or devices that Thermal protection element surrounded on all sides in a closed sleeve made of glass silk embedded in metal powder.

Durch die Verwendung von Glasseide auch für das Einbetten der Thermoschutzelemente selbst in die Wicklung ist neben der hohen Temperaturfestigkeit ein besserer Wärmeübergang erreicht, denn obwohl die Glasseide in ihrer geringsten Wandstärke etwa dreimal so stark ist wie die benötigte günstigste Kunststoffolie, so verhalten sich doch die Wärmeleitzahlen von Glasseide zu Kunststoff wie 1: 4.By using fiberglass for embedding the thermal protection elements themselves in the winding, a better heat transfer is achieved in addition to the high temperature resistance, because although the smallest wall thickness of the fiberglass is around three times as thick as the cheapest plastic film required, the thermal conductivity values are still behave from fiberglass to plastic like 1: 4.

Von weiterem wichtigem Vorteil ist die hohe Druck- und Zugfestigkeit der Glasseide. Sie zeigt unter ständiger Beanspruchung keine schleichende Kaltverformung, und ihre mechanische Festigkeit ist viel weniger temperaturabhängig als die einer Kunststoffolie. Durch eine leichte Imprägnation ist die Glasseide, insbesondere als Schlauch, auch leicht zu verarbeiten.Another important advantage is the high compressive and tensile strength the fiberglass. It shows no creeping cold deformation under constant stress, and their mechanical strength is much less temperature dependent than that of one Plastic film. Due to a light impregnation, the glass fiber, in particular as a hose, also easy to work with.

Diese Eigenschaften ermöglichen, das Thermoschutzelement allseitig mit Metallpulver umgeben in seine Isolation, ein Stück Glasseidenschlauch, einzusetzen. Das Thermoschutzelement hat damit eine plastisch verformbare Oberfläche erhalten und schmiegt sich der Motorwicklung, insbesondere bei der Nachformung der Wickelköpfe, an. Jeder Lufteinschluß, sowohl zwischen dem Therrnoschutzelement und der Isolation, als auch der Isolation und der Wicklung ist weitgehend vermieden. Folglich entfällt auch die Verschlechterung des Wärmeüberganges auf das Thermoschutzelement durch Tränklack. Die beim Einbau und der Nachformung der Wickelköpfe auf die Isolation des Thermoschutzelementes aufgebrachten mechanischen und später beim Betrieb auftretenden therinischen Beanspruchungen werden von der Glasseidenisolation mit Sicherheit aufgenommen, um so mehr als scharfe Kanten und Ecken durch das Metallpulver abgedeckt sind. . In der Kombination zwischen Glasseideisolierung und der Verwendung von gut wärmeleitendem Metallpulver als Füllstoff zwischen dem Thermoschutzelement und der Isolation liegt für den Thermoschutz elektrischer Wicklungen ein beachtlicher Fortschritt auf dem Weg zu einem vollen Thermoschutz elektrischer Maschinen und Geräte.These properties make it possible to use the thermal protection element surrounded on all sides with metal powder in its insulation, a piece of fiberglass tubing. The thermal protection element has thus been given a plastically deformable surface and clings to the motor winding, especially when the winding heads are reshaped. Any air inclusion, both between the thermal protection element and the insulation, and between the insulation and the winding, is largely avoided. Consequently, there is also no deterioration in the heat transfer to the thermal protection element due to impregnating varnish. The mechanical stresses that are applied to the insulation of the thermal protection element during the installation and reshaping of the end windings and the thermal stresses that occur later during operation are safely absorbed by the fiberglass insulation, all the more so as sharp edges and corners are covered by the metal powder. . In the combination of fiberglass insulation and the use of highly thermally conductive metal powder as a filler between the thermal protection element and the insulation, there is considerable progress on the way to full thermal protection of electrical machines and devices for thermal protection of electrical windings.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im vergrößerten Maßstab dargestellt, wobei F i g. 1 und 2 je einen Längsschnitt und F i g. 3 einen Querschnitt wiedergeben.In the drawing, an embodiment of the invention is shown on an enlarged scale, where F i g. 1 and 2 each have a longitudinal section and FIG. 3 show a cross section.

Es zeigt in schematischer Darstellung 1 das eigentliche Thermoschutzelement, 2 das Metallpulver, 3 den Glasseideschlauch und 4 die elektrischen Zuleitungen.It shows in a schematic representation 1 the actual thermal protection element, 2 the metal powder, 3 the glass fiber tube and 4 the electrical supply lines.

Claims

Patent claim: Thermal protection element with external insulation for installation in the windings of electrical machines or devices, characterized in that the thenno protection element is embedded in metal powder in a closed shell made of fiberglass and surrounded on all sides. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1037 583; German utility model No. 1837 184; Austrian Patent No. 189,267; Elektroanzeiger, Essen, 1959, p. 371; BBC Announcements, May, 1954, pp. 145 to 149; Siemens magazine, April, 1959, p. 243.