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Die Erfindung betrifft ein thermisches Relais, bestehend einerseits aus mehreren, in einer ersten Kammer eines Gehäuses angeordneten Bimetallelementen, die in einem mehrphasigen Netz zur Speisung einer Last zwischen derselben und einem hiezu in Reihe geschalteten Magnet- schalter zwischengeschaltet sind und bei Überschreiten der Ströme über einen vorbestimmten Betrag während einer längeren Zeit auf eine schnellöffnende Schalteinrichtung einwirken, die mit einem mit der Spule des Magnetschalters in Reihe geschalteten Öffnungsschalter zusammenwirkt, und anderseits aus mechanischen Übertragungseinrichtungen und einem Betriebsartenwähler zur Wahl der Betriebsart der Schalteinrichtung zwischen zwei Schnellöffnungsbetriebsarten, u. zw.
einer mit automatischer Rückstellung und einer mit handgesteuerter Rückstellung, wobei die Schalteinrichtung, die Übertragungseinrichtungen und der Betriebsartenwähler in einer elektro- magnetischen Baugruppe angeordnet sind, die in einer zweiten Kammer des Gehäuses lösbar untergebracht ist.
Derartige thermische Relais, die sehr häufig in Speisestromkreisen mehrphasiger Motoren benutzt werden und zum Schutz dieser Motoren bei Auftreten von anhaltenden Überlastungen dienen, sind z.B. aus der FR-PS 2 536 906 der Anmelderin bekannt.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen, deren Grösse und Funktion nicht notwendigerweise die Eingliederung in ein komplexes Automatiksystem impliziert, ist ein einziger Schalter in einer los- baren Baugruppe angeordnet.
Dieses Ziel wird mit einem thermischen Relais der eingangs dargelegten Art dadurch erreicht, dass erfindungsgemäss parallel zu einer Querwand der elektromagnetischen Baugruppe, die in ihrem oberen Bereich ein erstes Paar dem Öffnungsschalter zugeordnete Anschlüsse und ein zweites Paar einem Anzeigeschalter zugeordnete Anschlüsse trägt, die beweglichen Kontaktele- mente dieser beiden Schalter angeordnet sind, wobei diese Kontaktelemente mittels eines gemein- samen, von der schnellöffnenden Schalteinnchtung gesteuerten Schiebers um Schwenkstellen schwenkbar sind und an den Kontaktelementen an Angriffsstellen angreifen, dass die beweglichen Kontaktelemente und die Schwenkstellen mit dem Schieber ein Parallelogrammgestange bilden, das von zwei Springfedern belastet ist,
von denen bei offenem Öffnungsschalter die eine in einen instabilen Zustand gespannt und die andere gleichzeitig entspannt ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können an der einen Seite der Querwand die Anschlüsse, die beweglichen Kontaktelemente und feststehende leitende Schienen angeordnet sein, die im wesentlichen parallel auf den oberen Bereich des Gehauses zu verlaufen und in Win- keln als Schwenkstellen dienende Kerben zur Aufnahme von Lagerschneiden der beweglichen Kontaktelemente aufweisen, und die andere, entgegengesetzte Seite der Querwand zur Führung des Schiebers des Parallelogrammgestänges dienen, der senkrecht zu den feststehenden leiten- den Schienen angeordnet ist.
Dabei ist von Vorteil, wenn in einem Raum der elektromagnetischen Baugruppe, der von der entgegengesetzten Seite der Querwand und von Rippen abgegrenzt ist, die beweglichen Teile der schnellöffnenden Schalteinrichtung aufgenommen sind, wobei die Verlängerung des Kipphebels mit dem Schieber zusammenwirkt.
Vorteilhaft ist weiters, wenn in einem von der entgegengesetzten Seite der Querwand und von Rippen abgegrenzten Raum der elektromagnetischen Baugruppe die Betätigungsteile des Be- triebsartenwählers, eines Nennstrom-Einstellreglers des Relais und eine Prüftaste, eine Anzeige für den Zustand der schnellöffnenden Schalteinrichtung und ein Betätigungsteil zur handgesteuer- ten Öffnung des Steuerstromkreises des Magnetschalters aufgenommen sind.
Schliesslich können die feststehenden Schienen in ihren den Kerben entgegengesetzten Bereichen abgewinkelte Teile mit T-förmigen Anschlüssen aufweisen.
Die Erfindung schafft somit ein thermisches Relais mit relativ kleinen Abmessungen, bei dem trotz des zusätzlich eingebauten Schalters praktisch keine Reibungskräfte auftreten und das bei der Montage eine sehr einfache Dimensions- und Sichtprüfung ermöglicht.
Weitere Merkmale der Erfindung, insbesondere Merkmale, die die einfache Montage der Bau- gruppe allein und die genaue Anordnung der Bestandteile des vollständigen Relais gewährleisten, gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen hervor ; zeigen
Fig, 1 eine schematische Prinzipdarstellung des erfindungsgemässen Relais, wobei gezeigt ist, auf welche Weise seine wichtigsten Bestandteile geometrisch voneinander getrennt sind,
Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild des Relais,
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Fig. 3 eine weitere schematische Prinzipdarstellung des Relais, welche die Anordnung der Bestandteile wirklichkeitsgetreuer zeigt,
Fig. 4 eine Vorderansicht, welche die Anordnung der feststehenden und beweglichen Teile an der Vorderseite einer Querwand der lösbaren Baugruppe zeigt,
Fig.
5 eine Seitenansicht des thermischen Relais, die eine bevorzugte Ausführungsform und die Anordnung der lösbaren Baugruppe mit den Kontaktelementen zeigt. Diese mechanischen Übertragungseinrichtungen 14 enthalten vorzugsweise eine schnellöffnende Schalteinrichtung 46, eine Anzeige 15 zur mechanischen Anzeige des Zustandes der Schalteinrichtung 46, einen Be- triebsartenwähler 16 zum Betrieb mit manueller Rückstellung oder mit automatischer Rückstellung, eine Prüftaste 18, mit der die Übertragungseinrichtungen 14 durch mechanische Simulation eines Stromfehlers geprüft werden können, und einen Einstellregler 17 zur Einstellung der Betriebsnenn- stromstärke.
Der mechanische Ausgang der Übertragungseinrichtungen 14 überträgt über ein Verbindungs- element 21 die Bewegungen auf einen aus zwei Schaltern 27,28 bestehenden Schaltersatz, der von den Übertragungseinrichtungen 14 beispielsweise durch eine Querwand 47 der Baugruppe 20 geometrisch getrennt ist.
Ein Betätigungsorgan 19, z.B. ein getrennter Druckknopf, gestattet zu jedem Zeitpunkt die Öffnung des normalerweise geschlossenen Schalters 28.
Unabhängig davon, ob der Schaltersatz getrennt ist oder nicht, besteht er aus einem Schliess- schalter 27 mit Anschlüssen 33,34 und dem Offnungsschalter 28 mit Anschlüssen 35,36, wobei der Schliessschalter 27 in einem Fernanzeigestromkreis 50 angeordnet sein kann und der Öffnungsschalter 28 in einem Steuerkreis 51 zur Spule 52 eines Magnetschalters 53 in Reihe geschaltet ist, dessen Schalter 54,55, 56 mit den Bimetallelementen 4,6, 8 und mit einem Motor 57 oder einer anderen Last in Reihe geschaltet sind (Fig. 2).
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform 60, die in Fig 3 gezeigt und in der dieselben jedoch mit einem Strichindex versehenen Bezugszeichen verwendet sind und die eine wirklich- keitsgetreuere schematische Darstellung des thermischen Relais zeigt, das mit dem der Fig 1 vergleichbar ist, sind die Anzeige 15', der Betriebsartenwähler 16', der Einstellregler 17', die Prüf- taste 18', der Betätigungsteil 19' zur Öffnung des Schalters 28 und die Anschlüsse 33', 34', 35', 36' der Schalter 27, 28 auf der gemeinsamen Oberseite 58 des Gehäuses 59 angeordnet.
Wie Fig. 1 zeigt, greifen an den mit den feststehenden Kontaktelementen 38,39 zusammenwir- kenden beweglichen Kontaktelementen 37,40 der schnellschaltenden Schalter 27,28 an Angnffs- stellen 31,32 die Verbindungselemente 21 des mechanischen Ausganges an und verschwenken sie um Schwenkachsen 29 bzw. 30.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform bilden die Angriffsstellen 31,32 und die Schwenk- achsen 29,30 die Gelenke eines Parallelogrammgestänges 41 mit einer festen Basis 42 und einer hiezu parallelen Seite 43, an der ein Schieber 70 angeordnet ist, der von der Schnellöffnenden Schalteinrichtung 46 bewegt wird, wobei an den beiden anderen Parallelogrammseiten je eines der beweglichen Kontaktelemente 37 bzw. 39 angeordnet ist.
Der Offnungsschalter 28 kann durch das Betätigungsorgan 19 manuell geöffnet werden, ohne zugleich den Schliessschalter 27 zu schliessen. Auf diese Weise kann der Steuerkreis 51 des dem thermischen Relais 1 zugeordneten Magnetschalters 53 unterbrochen werden (Fig. 2)
Fig. 4 zeigt unter Verwendung derselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 ein praktisches Ausfüh- rungsbeispiel 65 in einer Betriebszwischenphase, bei dem die beiden Schalter 27,28 jeweils mit einer Kippvorrichtung mit einer Springfeder 66 bzw. 67 versehen sind, wobei diese Zugfedern jeweils in einem Winkel 68 bzw. 69 in Nähe einer Kerbe 71 bzw. 72 zur Aufnahme einer Lager- schneide 73 bzw. 74 verankert sind, die am Ende jedes beweglichen Kontaktelementes 37 bzw 39 vorgesehen ist.
Anderseits sind die Springfedern 66,67 an den beweglichen Kontaktelementen 37, 39 in Nähe deren jeweiliger Betätigungsstelle 31 bzw. 32 verankert.
Diese Winkel 68,69 sowie Winkel 75, 76, welche die feststehenden Kontaktelemente 37,40 tragen, sind von flachen, feststehenden leitenden Schienen 77,78 bzw. 79,81 abgebogen, deren entgegengesetzte Enden zu elektrischen Anschlussbereichen 82,83 bzw. 84,85 für die Anschlüsse 33,34 bzw. 35,36 umgebogen sind.
Der geführte Schieber 70 des Parallelogrammgestänges 41 liegt im wesentlichen zwischen den beiden Angriffsstellen 31,32 der beweglichen Kontaktelemente 37,39. Wenn die Schalteinrichtung
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46 anspricht, wird der Schieber 70 in Richtung des Pfeiles D verschoben, wodurch die Betäti- gungsstelle 31 des einen Kontaktelementes 37 durch die Feder 66 in Richtung des Pfeiles D an einem Vorsprung 86 des Schiebers 70 in Anschlag gebracht wird, während ein entsprechender Vorsprung 87 am Schieber 70 auf das andere Kontaktelement 39 in derselben Richtung eine Schubkraft ausübt. Somit wird der offene Schalter 27 geschlossen und gleichzeitig der geschlosse- ne Schalter 28 geöffnet.
Bei dieser Bewegung des Schiebers 70 und der beweglichen Kontaktelemente 37,39 wird auf das Kontaktelement 39 des Öffnungsschalters 28 nicht nur die Schlagkraft der Schalteinrichtung 46, sondern auch die Kraft der Springfeder 66 des Schliessschalters 27 übertragen. Mit dieser An- ordnung wird also ein dynamischer Ausgleich der beweglichen Kontaktelemente 37,39 sowie eine Verringerung der Kräfte erzielt, die die Schalteinrichtung 46 zum Öffnen des Öffnungsschalters 28 entwickeln muss.
Wird der Schieber 70 nicht von der Schalteinrichtung 46 betätigt, wobei sich das bewegliche Kontaktelement 37 des Schliessschalters 27 in der mit strichlierten Linien dargestellten Stellung befindet, befindet sich dieses Kontaktelement 37 aufgrund der Lagen der Lagerschneide 73, der Feder 66 und des Kontaktelementes 37 zueinander in keiner stabilen Lage jenseits des Totpunk- tes, was ebenfalls in umgekehrter Richtung für das bewegliche Kontaktelement 39 des Öffnungs- schalters 28 gilt, wenn dieses die mit strichlierten Linien eingezeichnete Lage einnimmt.
Gemass einer zweckmässigen Ausführungsform der Schalter, die in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, sind die Schienen 77,78, 79,81, welche die beweglichen und feststehenden Kontaktelemente 38,39 bzw. 37,40 aufnehmen, an der einen Seite 89 einer Querwand 86 der lösbaren Baugruppe 80 befestigt und sind von einem Raum 92 (Fig. 5) aufgenommen, während sich die Anschlüsse 33, 34,35, 36 in einem im oberen Bereich 87 der Baugruppe 80 befinden, der dem oberen Bereich 90 des Gehäuses 90 benachbart ist.
Die Schalteinrichtung 46, die eine Kippvorrichtung mit Totpunktdurchgang aufweist, sowie der Schieber 70 sind an der entgegengesetzten Seite 91 der Querwand 86 in einem Raum 93 der Baugruppe 80 angeordnet (Fig. 6). In diesem Raum 93 befinden sich ferner das Betätigungsorgan des Betriebsarten-Wählers 16, das mit strichlierten Linien dargestellte, als Drehknopf ausgebildete Betätigungsorgan des Einstellreglers 17 zur Einstellung der Stromstärke, das Prüftaste 18, der Betätigungsteil 19 zur manuellen Öffnung und die farbige Anzeige 15 für den Zustand der schnellöffnenden Schalteinrichtung 46, die von derselben getragen ist.
Diese Betätigungsorgane sind in entsprechenden Aussparungen angeordnet, die zwischen Rippen 94, 95,96, 97 der Querwand 86 vorgesehen sind (Fig. 6).
Fig. 4 zeigt, dass sich ein Ende 92 des Schiebers 70 bei seiner Bewegung in Richtung des Pfeiles D vor einer Fläche des Betriebsartenwählers 16 befindet, die zwei durch eine Abschrägung 65 getrennte Stufen 98,99 aufweist. Je nachdem, ob das Betätigungsorgan des Betriebsartenwäh- lers 16 gedrückt ist und sich dieser im Zustand A befindet, in dem das Ende 92 des Schiebers 70 vor Passieren des Totpunktes der Schalteinrichtung 46 angehalten wird, oder im Zustand M befin- det, in dem dieser Totpunkt überschritten wird und eine stabile Lage erreicht ist, ergibt sich (nach Abkühlung der Bimetallelemente) die Betriebsart mit automatischer Rückstellung bzw. die Betriebs- art mit manueller Rückstellung.
Die manuelle Rückstellung wird bewirkt, wenn auf das Betätigungsorgan des Betriebsarten- wählers 16 ein Druck in Richtung des Pfeiles G ausgeübt wird, während das Ende 92 des Schie- bers 70 mit der von diesem weiter entfernten Stufe 99 in Kontakt ist. Das Ende 92 des Schiebers 70 läuft dabei über die Abschrägung 65 und bewirkt dadurch eine Bewegung des Schiebers 70 in der dem Pfeil D entgegengesetzten Richtung.
Bei beiden Rückstellungsarten - manuell oder automatisch - wird durch eine unzureichende Abkühlung der Bimetallelemente, die diese Bewegung des Schiebers 70 zulässt, dennoch die Zustandsänderung der Schalteinrichtung 46 verhindert.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel 100 der Übertragungseinrichtung 14. Hiebei ist das Betäti- gungsorgan 17 zur Einstellung der Stromstärke mit einer Kurvenscheibe 101 versehen, deren Winkelstellung die Stellung eines V- oder U-förmig gebogenen Ausgleichs-Bimetallelementes 102 bestimmt, das im Gehäuse 104 der Baugruppe 80 um eine Achse 103 schwenkbar gelagert ist und dessen Ende 105 einem Traghebel 106, der ebenfalls um eine Achse 107 im Gehäuse 104 schwenkbar gelagert ist, eine vorbestimmte Ausrichtung verleiht.
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Ein Ende 108 des Traghebels 106 trägt ein Gelenk 109, um das ein Betätigungshebel 110 schwenkbar ist, dessen ein Ende 111 mit einem Differentialschiebersystem 13 zusammenwirkt und dessen Bewegungen auf das andere Ende 112 des Betätigungshebels 110 überträgt Dieses Ende 112 ist gegenüber einem Übertragungshebel 113 angeordnet, der im Gehäuse 104 schwenkbar gelagert ist und dessen ein Ende 115 an eine Zugfeder 116 angeschlossen ist, die anderseits in einen Kipphebel 118 eingehängt ist, der über eine Lagerschneide 119 im Gehäuse 104 drehbar gelagert ist. Der Übertragungshebel 113 ist somit ständig einer Zugkraft ausgesetzt.
Die Schalteinrichtung 46 besteht also aus den Bauteilen 113,115, 116,118 sowie einer Ver- längerung 120 des Kipphebels 118, deren Ende in eine Aussparung 121 des Schiebers 70 spielfrei eingreift.
Durch eine Winkelbewegung des Ausgleichs-Bimetallelementes 102 in Richtung des Pfeiles infolge einer Drehung des Betätigungsteiles des Einstellreglers 17 wird also der Abstand e zwischen dem Ende 112 des Betätigungshebels 110 und dem Übertragungshebel 113 vergrössert, wodurch der Schwellenwert der Auslösestromstärke erhöht wird.
Wie Fig. 4 zeigt, verlaufen die Schienen 77,78 und 79,81 mit den Winkeln 68, 69 bzw. 75, 76 parallel zur Betätigungsrichtung des Betriebsartenwählers 16 gemäss Pfeil G und senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schiebers 70 gemäss Pfeil D. Die Schienen 77,78, 79,81 sind an der Seite 89 der Querwand 86 u.B. mittels Nieten 139,141, 142,143 befestigt und bezüglich des Gehäuses 104 der Baugruppe 80 durch Zusammenwirken von Vorsprüngen und Aussparungen ausgerichtet. Anstelle von Nieten können auch erhabene und vertiefte Bereiche der leitenden Teile vorgesehen sein, deren Enden ineinander verquetscht werden.
Die abgewinkelten Enden 82,84 bzw. 83,85 der Schienen 77,78, 79,81, die mit den An- schlüssen 33,36 bzw. 34,35 versehen sind, besitzen T-förmige Profile 131, 132, 133, 134 (Fig 4), die in entsprechend geformte, passgenaue Aussparungen 135,136, 137,138 der Kammer 3 des Gehäuses 90 zur Aufnahme der Baugruppe 80 eingesetzt sind und durch isolierende und ver- steifende Wände 144,145, 146 voneinander getrennt sind (Fig. 8).
Durch diese Massnahme wird die Baugruppe 80 nicht nur bezüglich dem Differentialschieber- system 13, das seinerseits vom Gehäuse getragen ist, in eine präzise und stabile geometrische Lage gebracht, sondern auch ein fester Halt der Anschlüsse 33,34, 35,36 im Gehäuse geschaf- fen, sodass sich die Schienen 77,78, 79,81 bei der Verschraubung der Anschlüsse 33,34, 35,36 nicht verformen können. Ein Deckel drückt die Baugruppe 80 an und schliesst die Kammer 3.
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