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Die
Erfindung betrifft ein elektrisches Überstromrelais, welches
ein zwischen zwei stabilen Schaltstellungen umschnappbares Schnappschaltwerk,
einen Betätigungshebel, welcher im Überstromfall
das Umschnappen des Schnappschaltwerks bewirkt, sowie ein Haupt-
und ein Kompensationsbimetall umfasst, gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
gattungsgemäßen Überstromrelais sind alle
für die Funktion notwendigen Baugruppen und Komponenten
in einem Gehäuse umfasst, insbesondere Anschlussklemmen
für den Hauptstrompfad, Anschlussklemmen für den
oder die Hilfsstrompfade, ein Hauptthermobimetall im Hauptstrompfad,
wenigstens eine Kontaktstelle zum Öffnen oder Schließen
des Hilfsstrompfades, ein Schnappschaltwerk zum Umschalten der wenigstens
einen Kontaktstelle zwischen zwei Schaltstellungen, ein Betätigungshebel,
welcher bei entsprechender Betätigung um einen bestimmten
Auslöseweg verschwenkt wird, und dadurch mit seinem Betätigungsende
auf einen Betätigungspunkt des Schnappschaltwerks einwirkt,
so dass dadurch das Schnappschaltwerk zum Umschnappen gebracht wird,
sowie eine Schiebermechanik, die eine Ausbiegung des Hauptthermobimetalls
auf den Betätigungshebel überträgt.
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Die
Funktion eines gattungsgemäßen Überstromrelais
ist die folgende. Aufgrund der Stromwärme des Stroms im
Hauptstrompfad biegt sich das Hauptthermobimetall aus.
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Wenn
der Strom eine bestimmte kritische Größe überschreitet,
ist die Ausbiegung stark genug, um über die Kopplung der
Schiebermechanik den Betätigungshebel so weit zu verschwenken,
dass der Betätigungshebel das Schnappschaltwerk zum Umschnappen
bringen kann.
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Ein
gattungsgemäßes Überlastrelais ist beispielsweise
in der
DE 299 17 173
U1 gezeigt.
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Um
das Gerät auf unterschiedliche Nennstromstärken
einstellen zu können, ist bei gattungsgemäßen
Geräten eine Einstellvorrichtung vorhanden, die entweder
direkt auf den Betätigungshebel oder auf das Schnappschaltwerk
wirkt und den Abstand des Betätigungsendes des Betätigungshebels zum
Betätigungspunkt des Schnappschaltwerks in der Ruheposition
des Betätigungshebels verändert. Dieser Abstand
wird auch als Schaltabstand bezeichnet. Wenn der Schaltabstand größer
ist, dann muss sich das Hauptthermobimetall weiter ausbiegen, um den
Schaltabstand zu überwinden und den Auslösehebel
in Kontakt mit dem Betätigungspunkt des Schnappschaltwerkes
zu bringen und umgekehrt.
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Bei
gattungsgemäßen Überstromrelais ist außerdem
eine Temperaturkompensationseinrichtung vorgesehen. Bei Erwärmung
des Gerätes, beispielsweise aufgrund einer Erhöhung
der Umgebungstemperatur, biegt sich das Haupt-Thermobimetall nämlich
bereits aus und dadurch verringert sich der Schaltabstand. Das ist
unerwünscht, da der Schaltabstand möglichst unabhängig
von der Umgebungstemperatur bleiben soll. Zum Ausgleich ist üblicherweise
ein Kompensationsbimetall vorgesehen. Dieses biegt sich bei Änderung
der Umgebungstemperatur aus und wirkt dabei auf den Betätigungshebel so
ein, dass der Effekt des Hauptthermobimetalls kompensiert wird.
Bei einer Temperaturerhöhung würde also das Kompensationsbimetall
das Betätigungsende des Betätigungshebels von
dem Betätigungspunkt wegdrücken und dadurch eine
Verringerung des Schaltabstandes, die aufgrund der Einwirkung des
Hauptthermobimetalls eintritt, kompensieren. Das Kompensationsbimetall
ist separat im Gehäuse gelagert. Durch eine Kompensationsbimetall-Justiereinrichtung
wird das Kompensationsbimetall bei der Gerätefertigung
dabei in die erforderliche Position gebracht, um abhängig
vom eingestellten Auslösestrom den gewünschten
Kompensationseffekt erzielen zu können.
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In
thermischen Überlastrelais sind also drei Funktionen zu
realisieren. Eine erste Funktion ist die thermische Justage, d.
h. die Einjustierung des Schaltabstandes so, dass alle nach der
für die jeweilige Anwendung gültige Norm oder
Vorschrift geforderte Auslösekennlinien eingehalten werden.
Eine zweite Funktion betrifft die Kompensation, d. h., die Sicherstellung,
dass die Auslösekennlinien auch bei tiefen oder hohen Umgebungstemperaturen
noch erfüllt bzw. eingehalten werden, beispielsweise etwa
in einem Umgebungstemperaturbereich zwischen –25°C
und +70°C. Eine dritte Funktion betrifft die Realisierung
einer Stromeinstellmöglichkeit in einem bestimmten Stromintervall,
so, dass eine Anpassung auf den jeweiligen Motornennstrom erfolgen
kann. Bisher bekannte Lösungen von thermischen Relais besitzen
für die Sicherstellung dieser drei Funktionen eine Vielzahl
von Bauteilen, in der Regel zwischen 7 und 12 einzelnen Teilen.
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Bei
bekannten gattungsgemäßen Geräten ist somit
insgesamt die mechanische Anordnung der Komponenten kompliziert,
bei der Fertigung muss ein hoher Aufwand betrieben werden, um die
gegenseitige Lage von Betätigungshebel, Einstelleinrichtung,
Kompensationsbimetall und Justiervorrichtung und deren Abstimmung
auf das Schnappschaltwerk so genau vorzunehmen, dass eine reproduzierbare und
zuverlässige Funktion gewährleistet ist.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Überstromrelais
mit vereinfachtem mechanischen Aufbau zu schaffen, welches einfacher
zu fertigen ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruches 1.
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Die
Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationsbimetall,
ein mit dem Kompensationsbimetall verbundenes Kuppelteil und der
an dem Kuppelteil verschwenkbar gelagerte Betätigungshebel
eine vorgefertigt in das Überstromrelais einsetzbare Baugruppe
bildet, welche um einen gehäusefesten Drehpunkt verschwenkbar
ist, wobei durch ein Verbiegen oder Verschwenken des Kompensationsbimetalls
die Lage des Drehpunktes des Betätigungshebels relativ
zu dem Schnappschaltwerk veränderlich ist.
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Erfindungsgemäß ist
das Kompensationsbimetall so in die Baugruppe integriert, dass es
gleichzeitig Hebelfunktionen übernimmt. Es ist in eine
Baugruppe aus nur drei Teilen so integriert, dass diese Baugruppe
nach Verbindung der drei Teile miteinander zu einer unverlierbaren
Baugruppe wird, über die in geeigneter Weise alle drei
oben genannten Funktionen realisiert werden können. Die
Erfindung schafft somit eine in einer rationellen Montage gut zu
handhabende, eigenständige Baugruppe zur Realisierung der
drei Funktionen thermische Justage, Kompensation und Stromeinstellung.
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Der
Vorteil der Erfindung liegt darin, dass dadurch eine aus nur drei
Teilen bestehende Kombibaugruppe geschaffen ist, die vorgefertigt
und als eine vorgefertigte Einheit bei der Montage in das Gerät eingesetzt
werden kann und die in sich mehrere Funktionen vereinigt. Die Funktionen,
die in der Kombibaugruppe vereinigt sind, sind die Betätigung
des Schnappschaltwerks durch den Betätigungshebel, die
Einstellung des Auslösestroms und die Temperaturkompensation.
Der Betätigungshebel und das Kompensationsbimetall sind
an das Kuppelteil gekoppelt. Dadurch wird das Kompensationsbimetall Teil
der Verstellmechanik. Sowohl die Stromeinstellung als auch die Justierung
der Temperaturkompensation erfolgt nun über das Kompensationsbimetall. Es
muss nur noch die eine Kombibaugruppe bei der Fertigung in ihrer
Lage im Gehäuse genau ausgerichtet werden, um eine exakte
Positionierung sowohl der Auslösestromeinstellung als auch
der Justierung der Temperaturkompensation erreichen zu können.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform weist das Kuppelteil einen
zweiten Arm mit einem Anschlag für das Kompensationsbimetall
und der Betätigungshebel einen Haltefortsatz auf, der das
Kompensationsbimetall an den Anschlag drückt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
elektrischen Überstromrelais ist eine Einstelleinrichtung
zum Verschwenken des Kompensationsbimetalls um den gehäusefesten
Drehpunkt vorhanden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
elektrischen Überstromrelais weist das Kuppelteil einen
ersten Lagerarm, an dem der Drehpunkt des Betätigungshebels
gelagert ist, sowie einen zweiten Lagerarm auf, an dem es gehäusefest
und schwenkbar gelagert ist.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
elektrischen Überstromrelais fluchten der erste und zweite
Lagerarm in entgegengesetzte Richtungen miteinander.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
elektrischen Überstromrelais ist der Betätigungshebel
ein Doppelarmhebel, an dessen erstem Ende ein mit dem Hauptbimetall
gekoppelter Schieber angreifen und dadurch den Betätigungshebel
verschwenken kann, und dessen zweites Ende beim Verschwenken zum Umschnappen
des Schalthebels mit diesem zusammenwirkt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
elektrischen Überstromrelais ist der Schalthebel schwenkbar
in einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Schneidlager
gelagert, und oberhalb des Schneidlagers greift eine durch das zweite
Ende des Betätigungshebels beaufschlagbare Zugfeder mit
einem Ende an, wobei beim Verschwenken des Betätigungshebels
durch dessen zweites Ende ein Umschnappen des zugfederbeaufschlagten
Schalthebels bewirkt wird.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Anhand
der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile der Erfindung
näher erläutert und beschrieben werden.
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Es
zeigt die einzige Figur schematisch eine Teil-Einsicht in ein erfindungsgemäßes Überlastrelais 1.
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Das Überlastrelais 1 hat
ein Gehäuse 2. Dieses umfasst alle für
die Funktion eines Überlastrelais notwendigen Baugruppen
und Komponenten, insbesondere Anschlussklemmen für den
Hauptstrompfad, Anschlussklemmen für den oder die Hilfsstrompfade,
ein Hauptthermobimetall bzw. drei Hauptthermobimetalle im Hauptstrompfad,
wenigstens eine Kontaktstelle zum Öffnen oder Schließen
des Hilfsstrompfades, ein Schnappschaltwerk zum Umschalten der wenigstens
einen Kontaktstelle zwischen zwei Schaltstellungen, einen Betätigungshebel,
welcher bei entsprechender Betätigung um einen bestimmten
Auslöseweg verschwenkt wird, und dadurch mit seinem Betätigungsende
auf einen Betätigungspunkt des Schnappschaltwerks einwirkt,
so dass dadurch das Schnappschaltwerk zum Umschnappen gebracht wird,
eine Schiebermechanik, die eine Ausbiegung des Hauptthermobimetalls
bzw. der Hauptthermobimetalle auf den Betätigungshebel überträgt.
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Die
Funktion des Überstromrelais ist im Prinzip bekannt. Aufgrund
der Stromwärme des Stroms im Hauptstrompfad biegt sich
das Hauptthermobimetall aus. Wenn der Strom eine bestimmte kritische Größe überschreitet,
ist die Ausbiegung stark genug, um über die Kopplung der
Schiebermechanik den Betätigungshebel so weit zu verschwenken,
dass der Betätigungshebel das Schnappschaltwerk zum Umschnappen
bringen kann.
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Zur
Einstellung der Auslösestromstärke wirkt üblicherweise
eine Einstellvorrichtung direkt auf den Betätigungshebel
oder auf das Schnappschaltwerk, wodurch der Abstand des Betätigungsendes
des Betätigungshebels zum Betätigungspunkt des Schnappschaltwerks
in der Ruheposition des Betätigungshebels veränderbar
ist. Dieser Abstand wird auch als Schaltabstand bezeichnet. Wenn
der Schaltabstand größer ist, dann muss sich das
Hauptthermobimetall weiter ausbiegen, um den Schaltabstand zu überwinden
und den Auslösehebel in Kontakt mit dem Betätigungspunkt
des Schnappschaltwerkes zu bringen und umgekehrt.
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Bei
bekannten Überstromrelais ist außerdem eine Temperaturkompensationseinrichtung
vorgesehen. Bei Erwärmung des Gerätes, beispielsweise aufgrund
einer Erhöhung der Umgebungstemperatur, biegt sich das
Haupt-Thermobimetall nämlich bereits aus und dadurch verringert
sich der Schaltabstand. Das ist unerwünscht, da der Schaltabstand
möglichst unabhängig von der Umgebungstemperatur
bleiben soll.
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Zum
Ausgleich ist üblicherweise ein Kompensationsbimetall vorgesehen.
Dieses biegt sich bei Änderung der Umgebungstemperatur
aus und wirkt dabei auf den Betätigungshebel so ein, dass
der Effekt des Hauptthermobimetalls kompensiert wird. Bei einer
Temperaturerhöhung würde also das Kompensationsbimetall
das Betätigungsende des Betätigungshebels von
dem Betätigungspunkt wegdrücken und dadurch eine
Verringerung des Schaltabstandes, die aufgrund der Einwirkung des
Hauptthermobimetalls eintritt, kompensieren. Durch eine Justiereinrichtung
wird der Schaltabstand bei der Gerätefertigung dabei in
die erforderliche Position gebracht, um abhängig vom eingestellten
Auslösestrom die Auslösekennlinien einzuhalten.
die von der für die jeweilige Anwendung geltenden Norm
gefordert sind. Außerdem besitzen thermische Relais eine
Stromeinstellschraube, über die in einem angegebenen Stromintervall
der Ansprechstrom des Relais auf den jeweiligen Motornennstrom des
zu schützenden Motors eingestellt werden kann. Durch die
Einstellung der Stromeinstellschraube wird ebenfalls der Schaltabstand
verändert. Als Stromeinstellschraube dient in der Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung die Excenterschraube 13,
wie weiter unten noch erläutert werden wird.
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In
der Darstellung der Figur sind die Anschlussklemmen, das Hauptthermobimetall
und die Schiebermechanik der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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In
dem Gehäuse 2 sind zwei Hilfskontaktstellen 3, 4 angeordnet.
Es handelt sich hier um Doppelkontaktstellen, welche jeweils zwei
feste Kontaktstücke 31, 32 bzw. 41, 42 aufweisen,
die durch bewegliche Kontaktstücke 36, 37 bzw., 46, 47,
die an je einer Kontaktbrücke 33 bzw. 43 angebracht
sind, überbrückt werden können, wodurch
die Hilfsstrompfade 35 bzw. 45 geöffnet
oder geschlossen werden können. In der dargestellten Schaltstellung
ist die Kontaktstelle 3 geöffnet und die Kontaktstelle 4 geschlossen.
Ebenfalls nicht dargestellt sind weitere Bauelemente wie beispielsweise
Kontaktdruckfedern, die in gattungsgemäßen Geräten üblicherweise
vorhanden sind.
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Das
Umschalten der beiden Kontaktstellen erfolgt mit Hilfe eines Schnappschaltwerks 5.
Dazu ist mit dem Gehäuse 2 ein Schneidenlager 51 fest verbunden.
Auf dem Schneidenlager 51 stützt sich ein Schalthebel 52 mit
seinem Lagerfortsatz 53 ab. Es ist hier ein Doppelarmhebel,
dessen erster Arm 54 die Kontaktbrücke 33 und
dessen zweiter Arm 55 die Kontaktbrücke 43 trägt.
Durch Kippen des Schalthebels 52 kann zwischen Öffnen
und Schließen der Kontaktstellen 3 bzw. 4 umgeschaltet
werden.
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Oberhalb
des Schneidenlagers 51 greift an einem Vorsprung 54 des
Lagerfortsatzes 53 eine als Schnappelement wirkende Zugfeder 6 an,
die unterhalb des Schneidenlagers 51 mit ihrem anderen Ende
gehäusefest verankert ist. Der schneidengelagerte Schalthebel 52 wird
von der Zugfeder 6 derart beaufschlagt, dass er eine der
beiden stabilen Kipplagen einnimmt, bei denen entweder die erste oder
die zweite Kontaktstelle 3, 4 geschlossen ist. Das
Umschnappen des zugfederbeaufschlagten Schalthebels 52 von
der in der Figur dargestellten ersten stabilen Kipplage in die zweite
stabile Kipplage, in der dann die Kontaktstelle 4 geöffnet
und die Kontaktstelle 3 geschlossen ist, wird durch das
Betätigungsende 71 des Betätigungshebels 7 bewirkt. Dieses
trifft an einem Betätigungspunkt 72 auf die Zugfeder 6 und
drückt sie im Uhrzeigersinn nach unten, bis der Totpunkt
erreicht und überwunden ist und die Zugfeder dann im weiteren
Verlauf den Schalthebel in die zweite stabile Kippstellung zieht.
Das Zurückstellen des Schalthebels in die erste stabile
Kippstellung erfolgt mit anderen, hier nicht dargestellten Rücksetzmitteln.
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Die
gezeigte Ausführungsform eines Schnappschaltwerks ist selbstverständlich
nicht die einzig denkbare, die für die Realisierung der
vorliegenden Erfindung in Frage kommt. Insbesondere lässt
sich ein erfindungsgemäßes Überlastrelais auch
mit Einfachkontaktstellen oder mit anderen Ausgestaltungen von Kipphebeln
realisieren. Der Betätigungspunkt kann auch direkt am Schalthebel sein,
je nach konstruktiver Ausgestaltung, alle denkbaren konstruktiven
Ausgestaltungen von Schnappschaltwerken sollen erfindungsgemäß mit
umfasst sein.
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Der
Betätigungshebel 7 hat die Form eines T-förmigen
Doppelarmhebels, mit einem Querarm, an dessen einem freien Ende
der Angriffspunkt 73 für die – hier nicht
dargestellte – Schiebermechanik ist, die die Verbindung
mit dem – hier ebenfalls nicht dargestellten – Hauptthermobimetall
herstellt. Die Wirkung der Schiebermechanik ist durch den Kraftpfeil
S angedeutet.
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An
dem zweiten freien Ende des Querarms befindet sich das bereits erwähnte
Betätigungsende 71.
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Der
kurze Längssteg 74 ist mit seinem freien Ende 75 schwenkbar
zwischen den beiden zinkenartigen Vorsprüngen 82, 83 am
freien Ende des ersten Lagerarms 81 eines Kuppelteils 8 gelagert.
Das freie Ende 75 bildet gewissermaßen eine Lagerwalze
eines ersten Scharnierlagers 9 und ist zwischen den beiden
zinkenartigen Vorsprüngen 82, 83 eingeschnappt
und dort wie ein Scharnier schwenkbar gehalten.
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In
Verlängerung des ersten Lagerarms 81, auf dessen
anderer Seite, besitzt das Kuppelteil 8 einen zweiten Lagerarm 84.
Dieser hat eine Lageröse 85, mit dem der zweite
Lagerarm 84 in einem zweiten Lager 10 drehbar
an einem gehäusefesten Lagerzapfen gelagert ist. Durch
Verschwenken des Kuppelteils 8 um die zweite Lagerstelle 10 verschwenkt
damit auch die erste Scharnierlagerstelle 9 des Betätigungshebels 7.
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Von
den beiden Lagerarmen 81, 84 steht in rechtem
Winkel ein erster Haltearm 86 ab. Dieser hat an seinem
freien Ende eine Anschlagskante 87, auf der das Kompensationsbimetall 11 aufliegt.
Dieses ist ein längserstreckter Blechstreifen, die Auflagestelle 111 an
der Anschlagskante 87 befindet sich in seiner unteren Hälfte.
An seinem unteren freien Ende trägt er eine Gewindebohrung 112,
in die das Schraubgewinde einer Justierschraube 12 eingreift. Der
Kopf 121 der Justierschraube 12 ist in einer Halteöffnung 89 am
freien Ende 88 eines zweiten Haltearms 87 drehbar
gehalten. Die Halterung der Justierschraube 12 kann so
gestaltet sein, dass sie mit einer Nut an ihrem Kopf 121 in
einem durch zwei gabelförmige Zinken am freien Ende 88 des
zweiten Haltearms 87 gebildeten Schlitz drehbar geführt
ist.
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Ein
Verdrehen der Justierschraube 12 verändert somit
den Abstand des freien Endes des Kompensationsbimetalls 11 zu
dem freien Ende 88 des zweiten Haltearms 87 des
Kuppelteils 8.
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An
dem Betätigungshebel 7 ist ein Haltefortsatz 76 angeformt,
der nach unten in Richtung auf die Anschlagskante 87 hin
weist. Er trägt an seinem freien Ende eine Abrundung 77.
Er ist so lang ausgeführt, dass er mit seiner Abrundung 77 das
Kompensationsbimetall 11 gegen die Anschlagskante 87 drücken
kann. Das Kompensationsbimetall 11 ist somit durch die
Justierschraube 12 und die Klemmlagerung an der Anschlagskante
fest mit dem Kuppelteil 8 verbunden, wenn der Betätigungshebel 7 an
dem ersten Scharnierlager 9 eingerastet ist. Auf diese Weise
bilden der Betätigungshebel 7, das Kuppelteil 8 und
das Kompensationsbimetall 11 eine einheitliche Baugruppe 14,
welche vorgefertigt werden kann und als eine einheitliche Baugruppe 14 in
das Gehäuse 2 eingesetzt und an der zweiten Lagerstelle 10 schwenkbar
mit dem Gehäuse 2 verbunden werden kann.
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Mit
dem Gehäuse 2 fest gekoppelt ist eine Einstelleinrichtung 13,
welche auf das zweite freie Ende 113 des Kompensationsthermobimetalls 11 wirkt.
Hier ist es eine Excenterschraube, die beim Verdrehen mit ihrem
Excenterfortsatz 131 das Kompensationsthermobimetall 11 relativ
zum Gehäuse 2 um den zweiten Lagerpunkt 10 verschwenken
kann.
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Eine
Fesselfeder 15 beaufschlagt die Baugruppe 14 mit
ihrem freien Ende entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei das andere Ende
der Fesselfeder gehäusefest angelenkt ist. Dadurch wird
das freie Ende 113 des Kompensationsbimetalls 11 immer
gegen den Excenterfortsatz 131 der Excenterschraube 13 gedrückt.
Die Baugruppe 14 nimmt eine definierte Ruheposition ein,
deren Drehlage durch Drehen an der Excenterschraube 13 variiert
werden kann. Die Fesselfeder kann selbstverständlich auch
an anderer Stelle an der Baugruppe 14 angreifen. Es kommt
nur darauf an, dass irgend eine Art von Fesselung der Baugruppe 14 gegeben
ist, unabhängig von der konkreten Realisierung. Insofern
ist die in der Figur gezeigte Position und Ausgestaltung der Fesselfeder als
Schenkelfeder nur ein exemplarisches Beispiel.
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Wenn
beispielsweise die Excenterschraube 13 ausgehend von der
Position wie in der Figur dargestellt weiter im Uhrzeigersinn verdreht
wird, so wird die Fesselfeder 15 die Baugruppe 14 aufgrund
des sich verringernden Radius des Excenterfortsatzes 131 entgegen
dem Uhrzeigersinn verschwenken. Dadurch verschwenkt auch die Lagerstelle 9 des
Betätigungshebels 7 an dem Kuppelteil 8 entgegen
dem Uhrzeigersinn, es ändert sich die Lage des Drehpunktes
des Betätigungshebels 7 relativ zu dem Schneidenlager 51 so,
dass der Abstand zwischen dem Betätigungsende 71 und
dem Betätigungspunkt 72 größer
wird. Wenn die Excenterschraube 13 ausgehend von der Position
wie in der Figur dargestellt, entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt
wird, so wird die Baugruppe 14 durch den größeren
Radius des Excenter fortsatzes 131 weiter im Uhrzeigersinn verschwenkt,
entgegen der Kraft der Fesselfeder. Die Lagerstelle 9 verschwenkt
im Uhrzeigersinn, es ändert sich die Lage des Drehpunktes
des Betätigungshebels 7 relativ zu dem Schneidenlager 51 so,
dass der Abstand zwischen dem Betätigungsende 71 und dem
Betätigungspunkt 72 kleiner wird, und es kann sogar
die Zugfeder bereits ein Stück weit in Richtung auf die
Totpunktlage hin gedrückt werden.
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Die
Funktion der Baugruppe 14 im Zusammenspiel mit dem Schnappschaltwerk 5 soll
nun erläutert werden. Wenn die Schiebermechanik am Angriffspunkt 73 angreift
und in Pfeilrichtung S an dem Betätigungshebel 7 zieht,
dann verschwenkt dieser um seinen Drehpunkt im ersten Scharnierlager 9 im Uhrzeigersinn.
Das Betätigungsende 71 drückt auf den
Betätigungspunkt 72 an der Zugfeder 6 und drückt
diese über die Totpunktlage, so dass das Schnappschaltwerk 5 umschnappt.
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Oben
wurde erläutert, wie durch Drehen der Excenterschraube 13 der
Schaltabstand variiert werden kann. Wenn das Überlastrelais
erst bei einem hohen Überstrom schalten soll, wenn also
das Hauptthermobimetall sich weit ausgebogen hat, so erfordert dies
einen großen Schaltabstand, die Excenterschraube 13 ist
im Uhrzeigersinn zu verstellen. Wenn dagegen ein Schalten bereits
bei einem niedrigen Überstrom erfolgen soll, wenn sich
das Hauptthermobimetall nur ein geringes Stück verbogen
hat, so ist die Excenterschraube 13 entgegen dem Uhrzeigersinn
zu verstellen. Über die Excenterschraube kann bei Verwenden
der erfindungsgemäßen Baugruppe 14 also
sie Stromempfindlichkeit des Überlastrelais eingestellt
werden.
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Die
Funktion des Kompensationsbimetalls und damit der Temperaturkompensation
ist die folgende. Wenn beispielsweise die Umgebungstemperatur oder
die Gehäuseinnentemperatur sich erhöht, dann verbiegt
sich das Kompensationsthermobimetall 11 im Uhrzeigersinn,
in Pfeilrichtung U. Das Kompensationsbimetall ist über
die Justierschraube 12 fest mit der Baugruppe 14 verbunden
und durch den Haltefortsatz 76 an der Anschlagskante 87 festgehalten.
Es kann sich nur derjenige Teil des Kompensationsbimetalls zwischen
der Anschlagskante 87 und dem an der Excenterschraube 13 anliegenden
freien Ende 113 verbiegen. Dadurch entsteht ein Abstand zwischen
dem freien Ende 113 des Kompensationsbimetalls 11 und
der Excenterschraube. Aufgrund der Fesselung mit der Fesselfeder 15 wird
die Baugruppe 14 immer gegen den Excenterfortsatz 131 der
Excenterschraube 13 gedrückt, und folglich entgegen
dem Uhrzeigersinn um den zweiten Lagerpunkt 10 verschwenkt.
Dadurch ändert sich die Lage des Drehpunktes 9 des
Schalthebels 7 relativ zu dem Schneidlager 51 so,
dass einer Verringerung des Schaltabstandes, wie sie durch Wirkung
des Hauptthermobimetalls in Pfeilrichtung S angestrebt wird, entgegengewirkt
wird.
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Ein
Drehen der Justierschraube 12 bewirkt ein Verschwenken
des Kompensationsbimetalls 11 um die Anschlagskante 87,
wobei die Baugruppe 14 ebenfalls um die zweite Lagerstelle 10 verschwenkt und
damit der Schaltabstand eingestellt wird. Zweck dieser Justierung
ist es, bei einem über die Excenterschraube eingestellten
Auslösestrom die Auslösung bei diesem Strom sicherzustellen,
unabhängig von Fertigungstoleranzen oder Materialabweichungen bei
den Kompensationsbimetallen. Die Justierung erfolgt bei jedem Gerät
individuell, bei jedem Gerät wird individuell der richtige
Schaltabstand bezogen auf eine mit der Excenterschraube 13 eingestellten Nenn-Stromstärke über
die Justierschraube 12 eingestellt.
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Die
erfindungsgemäße Baugruppe 14, welche
den Betätigungshebel 7, das Kuppelteil 8 und das
Kompensationsbimetall 11, miteinander verbunden in einer
einzigen, vorfertigbaren Baugruppe, umfasst, erlaubt es also, die
drei Funktionen Justierung, Auslösestromeinstellung und
Temperaturkompensation mit nur einer einzigen Baugruppe durchzuführen. Dies
gelingt dadurch, dass ein Verdrehen oder Verbiegen des Kompensationsbimetalls
aufgrund der festen Kopplung mit dem Kuppelteil 8 ein Verschwenken
des Drehpunktes 9 des Betätigungshebels relativ zu
dem Schneidlager 51 des Schnappschaltwerkes zur Folge hat.
Bei der Gerätefertigung muss nur noch die Baugruppe 14 im
Gehäuse genau ausgerichtet werden, dann erfolgt die genaue
Positionierung der Justage für Temperaturkompensation und
Auslösestellung automatisch.
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- 1
- Überlastrelais
- 2
- Gehäuse
- 3
- Hilfskontaktstelle
- 4
- Hilfskontaktstelle
- 5
- Schnappschaltwerk
- 6
- Zugfeder
- 7
- Betätigungshebel
- 8
- Kuppelteil
- 9
- erstes
Scharnierlager
- 10
- zweites
Lager
- 11
- Kompensationsbimetall
- 12
- Justierschraube
Excenterschraube,
- 13
- Einstelleinrichtung
- 14
- Baugruppe
- 15
- Fesselfeder
- 31
- festes
Kontaktstück
- 32
- festes
Kontaktstück
- 33
- Kontaktbrücke
- 35
- Hilfsstrompfad
- 36
- bewegliches
Kontaktstück
- 37
- bewegliches
Kontaktstück
- 41
- festes
Kontaktstück
- 42
- festes
Kontaktstück
- 43
- Kontaktbrücke
- 45
- Hilfsstrompfad
- 46
- bewegliches
Kontaktstück
- 47
- bewegliches
Kontaktstück
- 51
- Schneidenlager
- 52
- Schalthebel
- 53
- Lagerfortsatz
- 71
- Betätigungsende
- 72
- Betätigungspunkt
- 73
- Angriffspunkt
- 74
- kurzer
Längssteg
- 75
- freies
Ende
- 76
- Haltefortsatz
- 77
- Abrundung
- 81
- erster
Lagerarm
- 82
- zinkenartiger
Vorsprung
- 83
- zinkenartiger
Vorsprung
- 84
- zweiter
Lagerarm
- 85
- Lageröse
- 86
- erster
Haltearm
- 87
- Anschlagskante
- 87
- zweiter
Haltearm
- 88
- freies
Ende
- 89
- Halteöffnung
- 111
- Auflagestelle
- 112
- Gewindebohrung
- 113
- zweites
freies Ende
- 121
- Schraubenkopf
- 131
- Excenterfortsatz
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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