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Thermische Steuereinrichtung für Mehrphasenströme
Es sind bereits thermische Steuereinrichtungen für Mehrphasenströme bekannt, die ebensoviele in einer Ebene parallel angeordnete Bimetallstreifen besitzen, wie Stromphasen vorhanden sind. Die Bimetallstreifen wirken dabei auf ein gemeinsames Steuerorgan ein (das z. B. Kontakte betätigt), u. zw. vermittels Hebeln, derart, dass das Steuerorgan nicht nur dann betätigt wird, wenn im Falle einer allgemeinen zu grossen Stromstärke aller Phasen alle Bimetallstreifen unzulässig deformiert werden, sondern auch im Falle mangelnden Gleichgewichts zwischen den Phasen, d. h. dann, wenn einer der Bimetallstreifen eine von derjenigen der andern abweichende Deformation erleidet.
Bei einer bekannten Ausführungsform von Steuereinrichtungen dieser Art sind die Hebel um in Gabelgelenken oder Schienen, die auf den Pimetallstreifen sitzen, gelagerten Achsen schwenkbar. Dies ist eine verhältnismässig viel Aufwand erfordernde Konstruktion, die die Kosten der Einrichtung erhöht.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Aufgabe, eine Einrichtung entsprechender Art zu schaffen, die eine einfachere Konstruktion aufweist und einerseits den Vorteil bietet, dass die von derjenigen der andern abweichende Deformation eines dei Bimetallstreifen eine verstärkte Wirkung auf das gemeinsame Steuerorgan ausübt, und anderseits den Vorteil, dass diese Wirkung die gleiche ist, unabhängig davon, welcher der Bimetallstreifen es ist, dessen Deformation von derjenigen der andern abweicht.
Die Erfindung betrifft also eine thermische Steuereinrichtung für Mehrphasenströme mit mehreren in der gleichen Ebene parallel zueinander angeordneten Bimetallstreifen, die mittels an zwei benachbarten Bimetallstreifen angelenkten Hebeln auf ein gemeinsames Organ zur Steuerung des Stromes einwirken.
Die geschilderten Vorteile sind gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass als Hebel quer und senkrecht zu den Bimetallstreifen angeordnete Isolierplatten dienen, die mindestens eine einen Rand eines der zwei benachbarten Bimetallstreifen umgreifende Nut aufweisen und auch mit dem Rand des andern benachbarten Streifens in beweglicher Verbindung stehen, dass die Platten mit zwei gleichen, seitlichen Ansätzen versehen sind, die in bezug auf die Ausdehnung der Bimetallstreifen symmetrisch versetzt zu liegen kommen und mit dem gemeinsamen Stromsteuerorgan zusammenwirken, und dass die Platten zwecks Führung in ihrer Ebene in Spalte von die Bimetallstreifen voneinander isolierenden Trennwänden eingreifen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung, die besonders dann nütz- lich ist, wenn das die Einrichtung umschliessende Gehäuse gross genug ist, um eine leichte transversale Verschiebung der Platten relativ zu den Bimetallstreifen zuzulassen, weisen die Platten an beiden, den Rändern benachbarter Bimetallstreifen zugewendeten Seiten Nuten zur Anlenkung an diese Ränder auf.
Die nachfolgende Beschreibung Wird an Hand der beiliegenden Zeichnung, die beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung wiedergibt, vorgenommen. Dies geschieht indessen nur zur besseren Erläuterung und bedeutet keine Begrenzung des Wesens der Erfindung.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer thermischen Steuereinrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig. 2 gibt eine Teilansicht dieser Einrichtung im Gleichgewichtszustand wieder, Fig. 3 ist eine entsprechende Ansicht, jedoch für den Fall, dass sich einer der Bimetallstreifen in einem andern Zustand als die andern befindet, die Fig. 4a und 4b stellen nach dem Schnitt IV-IV der Fig. 2 schematisch jene beiden möglichen Stellungen dar, die die Bimetallstreifen in bezug auf das gemeinsame Steuerorgan einnehmen können, Fig. 4c gibt den Schnitt IV-IV der Fig. 2 vergrössert wieder,
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Fig. 5 zeigt ein modifiziertes Nutengelenk und Fig. 6 gibt perspektivisch eine Variante der Anlenkung der Platten an den Bimetallstreifen wieder.
Die in den Figuren dargestellte, für Dreiphasenstrom bestimmte Steuereinrichtung besitzt drei parallel in einer Ebene angeordnete Bimetallstreifen la, lb und Ic, die zu ihrer Erwärmung vom Strome jeder der drei Phasen durchflossen werden oder, und dies vorzugsweise, durch nicht dargestellte, kleine, ziemlich beständige Elemente gleicher Werte erhitzt werden, die mit den Bimetallstreifen in Berührung stehen und in Reihe zu den Leitern für die drei Phasen des zu überwachenden Dreiphasenstromes liegen.
Das gemeinsame Steuerorgan besteht aus einer Schiene 2. die mittels der Zapfen 2a um die Achse X-X drehbar gelagert ist. Diese Schiene trägt einerseits eine oder mehrere Kontaktlamellen 3, die mit festen Kontakten 4 zusammenwirken, die im allgemeinen durch irgendwelche geeignete, nicht dargestellte Mittel in ihrer Lage einstellbar sind. Anderseits trägt die Schiene ein oder mehrere Schwenkplatten 5, auf die die Bimetallstreifen mittels hebelartiger Platten in der erfindungsgemässen Weise einwirken, um die Drehung der Schiene zu veranlassen und folglich die Kontakte 3 und 4 bei einstellbaren Auslöse-Stromstärken zu öffnen.
Die hebelartige Einrichtung besteht aus zwei gleichen Platten 6, von denen jede zwei Nuten 6a besitzt, die die Ränder der beiden benachbarten Bimetallstreifen umgreifen, sowie zwei gleiche und symmetrisch liegende Ansätze 6b, die die Schwenkplatten 5 berühren.
Zwischen den Bimetallstreifen sind aus Isoliermaterial bestehende Trennwände 7 angeordnet, die die gegenseitige, elektrische Isolation der Streifen sicherstellen. Sie sind mit senkrecht zur Ebene der Bimetallstreifen verlaufenden Spalten 7a versehen, durch die sich die Platten 6 erstrecken. Die Spalten stellen also für die Platten eine Führung dar. so dass sich diese nur in ihrer Ebene verlagern können.
Die Einrichtung arbeitet i. i folgender Weise :
Solange die Bimetallstreifen durch die Ströme der einzelnen Phasen gleichmässig erhitzt werden, deformieren sie sich auch in der gleichen Weise. Sie verbleiben also in derselben Ebene. und die Platten 6 verbleiben in der in der Fig. 2 dargestellten Lage. Daher kann eine für die Trennung der Kontakte 3, 4 ausreichende Anhebung der Schwenkplatten 5 nur dann zustandekommen, wenn eine gleichzeitige Deformation aller drei Bimetallstreifen eintritt, die das durch die Kontakteinstellung zugelassene Mass übersteigt.
Dagegen wird, wenn einer der Bimetallstreifen, wie es an Hand der Fig. 3 gezeigt ist, eine von derjenigen der andern Streifen abweichende Deformation erleidet, einer der Ansätze 6b derart angehoben, dass er direkt auf eine der Schwenkplatten 5 einwirkt und damit die Trennung der Kontakte 3, 4 hervorruft.
Um die Einrichtung auch auf eine schwache Deformationsabweichung eines der Bimetallstreifen ansprechfähig zu machen, ist es offensichtlich zweckmässig, die Länge der Ansätze bezüglich des Abstandes zwischen den beiden Nuten zu vergrössern, d. h. also die Strecke B der Fig. 2 grösser zu wählen als die Strecke A. Unter der Voraussetzung, dass dem keine andern Umstände entgegenstehen, kann man die Einrichtung durch Verlängerung der Ansätze 6b und Verkürzung der Abstände zwischen den Nuten 6a für Differenzen in den Stromstärken zwischen den einzelnen Phasen so empfindlich machen, wie man will.
An Hand der Fig. 2 und 3 ist ferner leicht einzusehen, dass es gleichgültig ist, welcher der drei Bimetallstreifen gegenüber den beiden andern eine bestimmte Abweichung in der Deformation aufweist : die Amplitude der Drehung der Schwenkplatten 5 ist immer die gleiche, so dass fur alle drei Phasen die gleiche Empfindlichkeit vorliegt.
Indessen kann wegen der gegenseitigen Versetzung der beiden Platten 6 ein leichter Unterschied im Hebelarm in bezug auf die Achse X-X vorhanden sein.
Um dies zu vermeiden, sind die Kanten der zu einer Platte 6 gehörigen Nuten 6a und Ansätze 6b in für die beiden Platten einander entgegengesetztem Sinne abgeschrägt, so dass sowohl die Berührungspunkte der Platten mit den Bimetallstreifen la und lc als auch diejenigen mit den Schwenkplatten 5 für beide Platten auf derselben, zur Achse X-X parallelen Ebene liegen.
Diese Abschrägungen fördern auch dieGleitfähigkeit der Bimetallstreifen und der Schwenkplatten auf den Platten 6, die sich ja nur innerhalb der Spalte 7a verlagern können, während die Schwenkplatten 5 und die Bimetallstreifen vermöge ihrer Drehung um die Achse X-X bzw. ihrer Bogenkrümmung in bezug auf die Platten 6 einer Verschiebung in der Längsausdehnung unterworfen sind.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wie auch bei derjenigen nach Fig. 4b werden die Schwenkplatten 5 und die Bimetallstreifen einander entgegengerichtetendrehbewegungen unterworfen. Die Konstruktion nach der Erfindung erlaubt es, wie Fig. 4a beweist, jedoch auch, die Bimetallstreifen und dieSchwenkplatten so anzuordnen, dass ihre (durch Pfeile angedeuteten) Drehbewegungen im selben Sinne
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verlaufen. Dies kann insbesondere im Interesse eineb raumsparenden Aufbaues der Steuereinrichtung von Belang sein.
Bei'der bisher beschriebenen Ausführungsform sind die Stützschnäbel der Nuten, die den Rand der Bimetallstreifen berühren, ziemlich zerbrechlich. Man muss bedenken, dass die Platten 6 aus Isoliermaterial sind und dass die Schnäbel wegen der besprochenen Abschrägung auch in ihrer Ausdehnung senkrecht zur Plattenebene verdünnt sind. Um diesem Übelstand abzuhelfen, können die Nuten 6a, wie es
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der Rand der Bimetallstreifen mit senkrecht zu der. Belägen verlaufenden Stützrippen 8 ausgerüstet sein kann. Damit die Nutenbeläge nicht bescnädigt werden und zum Zwecke einer gleitenden Relativbewegung (für den Fall einer unterschiedlichen Deformation der Bimetallstreifen) haben diese Rippen, wie aus Fig. 5 hervorgeht, vorzugsweise die Form von Halbzylindern.
Die nach der Erfindung vorgesehene Nutenanlenkung bietet den Vorteil, dass sie beliebige, unterschiedliche Deformationen der Bimetallstreifen, allerdings mit Ausnahme von Verdrehungen zulässt. Dagegen müssen die Platten 6 in den Spalten 7a quer zu den Bimetallstreifen beweglich sein. Diese Notwendigkeit kann lästig sein, wenn nämlich die Wände eines die Einrichtung umschliessenden Gehäuses den nach aussen gekehrten Enden 6b der Platten sehr benachbart liegen. Es kann dann der Fall eintreten, dass diese Enden gegen die Wände stossen, so dass die Empfindlichkeit der Einrichtung vermindert wird. Aus diesem Grunde kann man eine Führung für die Platten 6 vorsehen, die ihre transversale Bewegungsmöglichkeit begrenzt.
Wie in Fig. 6 dargestellt ist, ist der mittlere Bimetallstreifen lb gegenüber den andern Streifen la und Ic nach rückwärts versetzt angeordnet und trägt an seinem vorderen Rande Gelenkzapfen 9, um die sich die Platten 6 drehen können. Anderseits sind die Platten mittels einer Nut an den Rand der benachbarten Bimetallstreifen la und Ic angelenkt.
So kann man also, ohne die Empfindlichkeit der Einrichtung herabzusetzen, verhindern, dass die Enden der Ansätze 6b die Wandung des Gehäuses berühren.
Die beschriebenen Einrichtungen können modifiziert werden, insbesondere durch Einsatz technisch äquivalenter Mittel, ohne dass der Rahmen der Erfindung dadurch verlassen würde.
PATEN TA h SPRÜCHE :
1. Thermische Steuereinrichtung für Mehrphasenströme mit mehreren in der gleichen Ebene parallel zueinander angeordneten Bimetallstreifen, die mittels an zwei benachbarten Bimetallstreifen angelenkten Hebeln auf ein gemeinsames Organ zur Steuerung des Stromes einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass als Hebel quer und senkrecht zu den Bimetallstreifen (1) angeordnete Isolierplatten (6) dienen, die mindestens eine einen Rand eines der zwei benachbarten Bimetallstreifen umgreifende Nut (6a) aufweisen und auch mit dem Rand des andern benachbarten Streifens in beweglicher Verbindung stehen, dass die Platten mit zwei gleichen, seitlichen Ansätzen (6b) versehen sind, die in bezug auf die Ausdehnung der Bimetallstreifen symmetrisch versetzt zu liegen kommen und mit dem gemeinsamen Stromsteuerorgan (5, 2a, 3, 4)
zusammenwirken und dass die Platten zwecks Führung in ihrer Ebene in Spalte (Ta) von die Bimetallstreifen voneinander isolierender; Trennwänden (7) eingreifen.