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Erfindungsfeld
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektrische Relais und insbesondere einen Auslösemechanismus für ein Überlastrelais.
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Hintergrund der Erfindung
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Überlastrelais sind elektrische Schalter, die verwendet werden, um elektrische Einrichtungen wie zum Beispiel Motoren vor Stromüberlasten zu schützen. Nachdem ein Überlastrelais ausgelöst wurde und den Stromfluss zu der elektrischen Einrichtung unterbindet, muss es zurückgesetzt werden. Überlastrelais verwenden eine Rücksetztaste, mittels der ein Bediener das Überlastrelais manuell zurücksetzen kann. Die Rücksetztaste schließt interne elektrische Kontakte, um den Stromfluss zu der Einrichtung wiederherzustellen. Gewöhnlich umfassen die Rücksetztasten mehrere Zwischenteile neben der eigentlichen Taste, um die Rücksetzfunktion erfüllen zu können. Diese Zwischenteile sehen ein Überlastrelais mit einer sogenannten „Freiauslösung“ vor, sodass das Überlastrelais nicht außer Kraft gesetzt wird, wenn die Rücksetztaste in der Rücksetzstellung gehalten wird und/oder blockiert ist. Überlastrelais umfassen weiterhin eine Einrichtung zum vorübergehenden Unterbrechen des Stromflusses zu der Einrichtung, die als „Teststopp-Einrichtung“ bezeichnet wird, und eine separate Einrichtung zum manuellen Auslösen des Überlastrelais für Testzwecke, die als „Testauslöse-Einrichtung“ bezeichnet wird. Jede dieser separaten Einrichtungen zum Vorsehen der Teststopp- und Testauslöse-Funktionen umfasst gewöhnlich mehrere Teile.
Weiterer relevanter Stand der Technik ist in folgenden Dokumenten diskutiert:
DE 698 08 446 T2 .
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Es besteht ein Bedarf für eine verbesserte Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine verbesserte Vorrichtung vorzusehen und auch andere Probleme zu lösen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Zur Lösung des vorbeschriebenen Problems schlägt die vorliegende Erfindung einen Überlastrelais-Auslösemechanismus mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Darüber hinaus wird ein Überlastrelais-Auslösemechanismus mit den Merkmalen von Anspruch 10 angegeben. Zudem wird ein Überlastrelais-Auslösemechanismus mit den Merkmalen von Anspruch 17 angegeben.
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Vorstehende und weitere Aspekte und Implementierungen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann durch die folgende Beschreibung verschiedener Implementierungen und/oder Aspekte mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht, für die im Folgenden eine Kurzbeschreibung gegeben wird.
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Figurenliste
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Vorstehende und weitere Vorteile der Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.
- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Überlastrelais-Auslösemechanismus mit einem teilweise entfernten Gehäuse gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 2A ist eine Draufsicht auf den Überlastrelais-Auslösemechanismus von 1 in einer geschlossenen Position gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 2B ist eine Teildraufsicht auf den Überlastrelais-Auslösemechanismus in einer ausgelösten Position gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 3A ist eine perspektivische Vorderansicht des Überlastrelais-Auslösemechanismus in der ausgelösten Position von 1 mit entferntem Gehäuse und der Rücksetztaste in einer normalen Position gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 3B ist eine perspektivische Vorderansicht des Überlastrelais-Auslösemechanismus von 3A mit der Rücksetztaste in einer mittleren Position gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 3C ist eine perspektivische Vorderansicht des Überlastrelais-Auslösemechanismus von 3A mit der Rücksetztaste in einer Rücksetzposition gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 4A ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Rückansicht des Überlastrelais-Auslösemechanismus von 1 in einer geschlossenen Position mit entferntem Gehäuse und einer Testtaste in einer normalen Position gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 4B ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Rückansicht des Überlastrelais-Auslösemechanismus von 4A mit der Testtaste in einer Teststopp-Position gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
- 4C ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Rückansicht des Überlastrelais-Auslösemechanismus von 4A mit der Testtaste in einer Testauslöse-Position gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung der gezeigten Ausführungsformen
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Im Folgenden werden bestimmte Aspekte und/oder Implementierungen der Erfindung beschrieben, wobei zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese bestimmten Aspekte und/oder Implementierungen beschränkt ist. Die im Folgenden beschriebenen Aspekte und/oder Implementierungen können vielmehr auf verschiedene Weise geändert oder modifiziert werden, ohne dass deshalb der durch die Ansprüche definierte Erfindungsumfang verlassen wird.
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 gezeigt. Der Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 wird allgemein verwendet, um einen Steuerstromkreis (nicht gezeigt) zu öffnen und zu schließen. Der Steuerstromkreis kann auf herkömmliche Weise verwendet werden, um die Stromzufuhr zu einer Vielzahl von elektrischen Komponenten wie etwa einen Motor zu steuern.
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Der Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 umfasst allgemein ein Gehäuse 110, eine Rücksetztastenanordnung 130, eine Testtastenanordnung 150 und eine Kontaktanordnung 170. Ein Teil des Gehäuses 110 ist entfernt, um die Positionen und mechanischen Beziehungen zwischen der Rücksetztastenanordnung 130 und dem Gehäuse 110, der Testtastenanordnung 150 und dem Gehäuse 110 sowie der Kontaktanordnung 170 mit der Rücksetztastenanordnung 130 und der Testtastenanordnung 150 zu zeigen. Das Gehäuse 110 umfasst einen oberen Teil 110a und einen entsprechenden unteren Teil 110b. Der obere Teil 110a kann konfiguriert werden, um auf den unteren Teil 110b zu schnappen oder auf andere Weise mit demselben gekoppelt zu werden und dadurch das Gehäuse 110 zu bilden. Der obere Teil 110a des Gehäuses 110 umfasst eine erste Öffnung 112 und eine zweite Öffnung 114. Die erste Öffnung 112 ist derart angeordnet, dass sich ein Teil der Rücksetztastenanordnung 130 durch dieselbe erstreckt. Die zweite Öffnung 114 ist derart angeordnet, dass sich ein Teil der Teststastenanordnung 150 durch dieselbe erstreckt. Das Gehäuse 110 kann aus einem beliebigen isolierenden Material wie etwa Kunststoff, Gummi usw. ausgebildet sein.
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In den Draufsichten von 2A und 2B ist der Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 in zwei verschiedenen Positionen gezeigt. 2A zeigt den Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 in einer geschlossenen Position. Die geschlossene Position kann auch als Laufposition bezeichnet werden. 2B zeigt den Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 in einer ausgelösten Position. Die ausgelöste Position kann auch als eine geöffnete Position bezeichnet werden. Das Gehäuse 110 und mehrere Komponenten aus der Umgebung sind nicht gezeigt, um die Kontaktanordnung 170 zu verdeutlichen. Die Kontaktanordnung 170 umfasst allgemein ein Stellglied 172, ein Paar von Kontaktstangen 176a,b, ein Paar von beweglichen Kontaktzungen 180a,b, ein Paar von beweglichen Laufkontakten 182a,b und ein Paar von beweglichen Hilfskontakten 183a,b.
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Das Stellglied 172 weist eine in 2A gezeigte geschlossene Position und eine in 2B gezeigte ausgelöste Position auf, die der geschlossenen und der ausgelösten Position des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 entsprechen. Das Stellglied 172 kann betätigt werden, um einen fixen Punkt A zwischen der geschlossenen Position (2A) und der ausgelösten Position (2B) gedreht oder geschwenkt zu werden. Wenn sich das Stellglied 172 in der geschlossenen Position (2A) befindet, können die beweglichen Laufkontakte 182a,b elektrisch mit entsprechenden fixen Laufkontakten 186a,b verbunden werden und sind die beweglichen Hilfskontakte 183a,b elektrisch von entsprechenden fixen Hilfskontakten 187a,b getrennt. Wenn sich das Stellglied 172 in der ausgelösten Position (2B) befindet, sind die beweglichen Laufkontakte 182a,b elektrisch von den fixen Laufkontakten 186a,b getrennt und können die beweglichen Hilfskontakte 183a,b elektrisch mit den entsprechenden fixen Hilfskontakten 187a,b verbunden werden. Wie weiter unten beschrieben, können die beweglichen Laufkontakte 182a,b elektrisch mit den entsprechenden fixen Laufkontakten 186a,b verbunden werden, weil die Testtastenanordnung 150 die beweglichen Laufkontakte 182a,b vorübergehend von den entsprechenden fixen Laufkontakten 186a,b trennen kann, auch wenn sich das Stellglied 172 in der geschlossenen Position (2A) befindet. Eine derartige vorübergehende elektrische Trennung wird hier als Teststopp-Funktion der Testtastenanordnung 150 bezeichnet.
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Jede der Kontaktstangen 176a,b greift gleitend in eine entsprechende bewegliche Kontaktzunge 180a,b ein. Die erste bewegliche Kontaktzunge 180a wird allgemein durch eine erste Kontaktfeder 184a in der Richtung des Pfeils B vorgespannt. Die erste bewegliche Kontaktzunge 180a kann in der Richtung des Pfeils C entlang der ersten Kontaktstange 176a gedrückt werden, um die erste Kontaktfeder 184a zu komprimieren. Entsprechend wird die zweite bewegliche Kontaktzunge 180b allgemein durch eine zweite Kontaktfeder 184b in der Richtung des Pfeils B vorgespannt. Die zweite bewegliche Kontaktzunge 180b kann in der Richtung des Pfeils C entlang der zweiten Kontaktstange 176b gedrückt werden, um die zweite Kontaktfeder 184b zu komprimieren. Wie weiter unten mit Bezug auf 4A-4C erläutert, kann die Testtastenanordnung 150 die erste bewegliche Kontaktzunge 180a in der Richtung des Pfeils C bewegen.
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Die erste bewegliche Kontaktzunge 180a ist mechanisch und elektrisch mit dem Paar von beweglichen Laufkontakten 182a,b verbunden. Wenn also die bewegliche Kontaktzunge 182a entlang der ersten Kontaktstange 176a in der Richtung des Pfeils C bewegt wird, wird auch das Paar von beweglichen Laufkontakten 182a,b über eine entsprechende Distanz in der Richtung des Pfeils C bewegt. Entsprechend ist die zweite bewegliche Kontaktzunge 180b mechanisch und elektrisch mit dem Paar von beweglichen Hilfskontakten 183a,b verbunden. Wenn also die bewegliche Kontaktzunge 182b entlang der zweiten Kontaktstange 176b in der Richtung des Pfeils C bewegt wird, wird auch das Paar von beweglichen Hilfskontakten 183a,b über eine entsprechende Distanz in der Richtung des Pfeils C bewegt.
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Das Paar von beweglichen Laufkontakten 182a,b kann derart angeordnet werden, dass es elektrisch mit entsprechenden einzelnen Kontakten eines Paares von fixen Laufkontakten 186a,b gekoppelt ist. Jeder aus dem Paar von fixen Laufkontakten 186a,b ist elektrisch und mechanisch mit einem entsprechenden Anschluss 188a,b gekoppelt. Die Anschlüsse 188a,b können entsprechende elektrische Laufdrähte (nicht gezeigt) mit entsprechenden der fixen Kontakte 186a,b verbinden. Die elektrischen Laufdrähte können elektrisch mit entsprechenden Anschlüssen in einem Kontaktgeber verbunden werden. Der mit einem Überlastrelais-Auslösemechanismus wie dem Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 gekoppelte Kontaktgeber kann etwa ein Starter zum Steuern der Stromzufuhr zu einem dreiphasigen Elektromotor sein.
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Entsprechend kann das Paar von beweglichen Hilfskontakten 183a,b angeordnet sein, um elektrisch mit entsprechenden einzelnen Kontakten eines Paares von fixen Hilfskontakten 187a,b gekoppelt zu werden. Jeder aus dem Paar von fixen Hilfskontakten 187a,b ist elektrisch und mechanisch mit einem entsprechenden Anschluss 188c,d verbunden. Die Anschlüsse 188c,d können entsprechende elektrische Hilfsdrähte (nicht gezeigt) aufnehmen und elektrisch mit entsprechenden der fixen Kontakte 187a,b verbinden. Die elektrischen Hilfsdrähte können elektrisch mit entsprechenden Anschlüssen in einer elektrischen Hilfskomponente wie etwa einer roten Warnleuchte oder einem Lautsprecher verbunden sein. Gewöhnlich kann die elektrische Hilfskomponente durch den Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 in der ausgelösten Position mit Strom versorgt werden. Eine derartige elektrische Hilfskomponente kann verwendet werden, um für einen Bediener des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 anzugeben, dass eine Auslösung statt gefunden hat und sich das Stellglied dementsprechend in der ausgelösten Position befindet.
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Das Stellglied 172 ist mechanisch mit einem Anker 190 verbunden, sodass eine Drehung oder Schwenkung des Stellglieds 172 um den Punkt A eine entsprechende Drehung des Ankers 190 um den Punkt A und umgekehrt zur Folge hat. Der Anker 190 ist konfiguriert, um auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise magnetisch mit einem Joch 192 zu interagieren und den Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 elektronisch auszulösen und/oder zurückzusetzen. Das heißt, der Anker 190 und das Joch 192 sind derart konfiguriert, dass sie veranlassen, dass sich das Stellglied 172 zwischen der geschlossenen Position (2A) und der ausgelösten Position ( 2B) bewegt.
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Das Stellglied 172 umfasst eine Rücksetzeingreiffläche 174. Die Rücksetzeingreiffläche 174 kann durch einen winkeligen Teil eines Keils gebildet werden (siehe 3A-3C). Wie weiter unten mit Bezug auf 3A-3C erläutert wird, kann die Rücksetzeingreiffläche 174 gleitend mit der Rücksetztastenanordnung 130 interagieren, um das Stellglied 172 von der ausgelösten Position (2B) zu der geschlossenen Position ( 2A) zu bewegen und dadurch den Steuerstromkreis zurückzusetzen.
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Die erste Kontaktstange 176a des Stellglieds 172 umfasst eine Testeingreiffläche 178. Die Testeingreiffläche 178 kann durch einen winkeligen Teil eines Keils gebildet werden (siehe 4A-4C). Wie weiter unten mit Bezug auf 4A-4C erläutert wird, kann die Testeingreiffläche 178 gleitend mit der Testtastenanordnung 150 interagieren, um das Stellglied 172 von der geschlossenen Position (2A) zu der ausgelösten Position (2B) zu bewegen und dadurch den Steuerstromkreis zu unterbrechen.
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Mit Bezug auf 3A-3C wird im Folgenden ein Verfahren oder Modus zum Zurücksetzen des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 von der ausgelösten Position (3A) zu der geschlossenen Position (3C) unter Verwendung der Rücksetztastenanordnung 130 beschrieben. 3A-3C sind perspektivische Vorderansichten des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100, wobei das Gehäuse 110 entfernt ist, um die Rücksetztastenanordnung 130 zu verdeutlichen. 3A zeigt den Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 in der ausgelösten Position. 3C zeigt den Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 in der geschlossenen Position. 3B zeigt den Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 in einer Zwischenposition zwischen der ausgelösten Position (3A) und der geschlossenen Position ( 3C) .
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Die Rücksetztastenanordnung 130 umfasst eine Rücksetztaste 132 und eine Feder 140. Die Rücksetztaste 132 weist einen Tastenteil 134 und einen Schaftteil 136 auf. Der Schaftteil 136 weist ein erstes Ende 137 und ein gegenüberliegendes zweites Ende 138 auf. Das erste Ende 137 des Schaftteils 136 ist mechanisch mit dem Tastenteil 134 gekoppelt. Das gegenüberliegende zweite Ende 138 des Schaftteils 136 umfasst ein Stellglied-Eingreifelement 139, das auch als Rücksetzstellglied-Eingreifelement 139 bezeichnet wird. Die Rücksetztaste 132 weist allgemein eine normale Position (3A) und eine Rücksetzposition (3C) auf. Die normale Position kann auch als Ruheposition der Rücksetztaste 132 bezeichnet werden. Die Rücksetztaste 132 kann in der Richtung des Pfeils X durch zum Beispiel einen Finger eines Bedieners von der normalen Position (3A) zu der Rücksetzposition (3C) betätigt werden.
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Die in den Figuren gezeigte und hier beschriebene Feder 140 ist eine Negativfeder, wobei die Feder 140 aber auch eine Blattfeder, eine bistabile Feder, eine Belleville-Feder, eine Schraubenfeder, eine Kegelfeder usw. sein kann. Die Feder 140 weist ein erstes Ende 141 und ein gegenüberliegendes zweites Ende 142 auf. Das erste Ende 141 der Feder 140 ist fix mit dem oberen Teil 110a des Gehäuses gekoppelt und/oder wird durch dasselbe gehalten. Das gegenüberliegende zweite Ende 142 der Feder 140 ist mit dem Schaftteil 136 oder dem Tastenteil 134 der Rücksetztaste 132 gekoppelt. Die Feder 140 weist eine in 3A gezeigte erste Position auf, die der normalen Position der Rücksetztaste 132 entspricht, und eine in 3C gezeigte zweite Position auf, die der Rücksetzposition der Rücksetztaste 132 entspricht. Die Feder 140 ist allgemein zu der ersten Position (3A) vorgespannt, sodass die Feder in nach einem Übergang oder einer Verformung zu der zweiten Position (3C) oder einer anderen, dazwischen liegenden Position (z.B. der Zwischenposition von 3B) automatisch zu der ersten Position (3A) zurückkehrt. Die Feder 140 ist in der ersten Position (3A) relativ zu dem oberen Teil 110a des Gehäuses 110 allgemein konkav und in der zweiten Position (3C) relativ zu dem oberen Teil 110a des Gehäuses 110 allgemein konvex.
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Die Feder 140 weist allgemein die Form eines Buchstaben „H“ mit vier Schenkeln 143a,b,c,d und zwei Schlitzen 144a,b auf. Der Erste Schenkel 143a und der zweite Schenkel 143b definieren den ersten Schlitz 144a, der sich von dem ersten Ende 141 zu dem zweiten Ende 142 der Feder 140 erstreckt. Entsprechend definieren der dritte Schenkel 143c und der vierte Schenkel 143d den zweiten Schlitz 144b, der sich von dem zweiten Ende 142 zu dem ersten Ende 141 der Feder 140 erstreckt. Der erste Schlitz 144a weist eine schmälere Bereite auf als der zweite Schlitz 144b, wobei aber auch andere Schlitzbreiten implementiert werden können. Zum Beispiel können der erste Schlitz 144a und der zweite Schlitz 144b dieselbe Breite aufweisen oder kann der zweite Schlitz 144b schmäler als der erste Schlitz 144a sein.
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Die Feder 140 ist derart in dem Gehäuse 110 angeordnet, dass das Gehäuse 110 automatisch und konstant das erste Ende 141 der Feder 140 drückt und/oder den ersten Schenkel 143a und den zweiten Schenkel 143b zusammendrückt, damit die Feder 140 die erste Position einnimmt ( 3A). Durch das Positionieren der Feder 140 in dem Gehäuse 110 wird also veranlasst, dass die Feder 140 die in 3A gezeigte erste Position einnimmt. Wie weiter unten beschrieben, kann die Rücksetztaste 132 in der Richtung des Pfeils X von der normalen Position zu der Rücksetzposition betätigt werden, um der Vorspannkraft der Feder 140 entgegenzuwirken und die Feder 140 von der ersten Position (3A) über die Zwischenposition (3B) zu der zweiten Position (3C) zu versetzen.
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Der Schaftteil 136 der Rücksetztaste 132 ist zwischen dem dritten Schenkel 143c und dem vierten Schenkel 143d der Feder 140 gekoppelt. Die Schenkel 143c,d können entfernbar mit dem Schaftteil 136 der Rücksetztaste 132 über Schlitze (nicht gezeigt) gekoppelt sein. Die Feder 140 ist mit dem Schaftteil 136 der Rücksetztaste 132 derart gekoppelt, dass eine Bewegung oder Betätigung der Rücksetztaste 132 in der Richtung des Pfeils X veranlassen kann, dass die Feder 140 plötzlich von der ersten Position (3A) über die Zwischenposition (3B) zu der zweiten Position (3C) schnellt oder auf andere Weise übergeht. Das zweite Ende 142 der Feder 140 bewegt sich allgemein in Reaktion darauf, dass sich die Rücksetztaste 132 in der Richtung des Pfeils X bewegt.
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In Reaktion darauf, dass eine Kraft auf die Rücksetztaste 132 in der Richtung des Pfeils X ausgeübt wird, nimmt die Feder 140 die zweite Position (3C) ein. Wenn die Kraft dann nicht mehr auf die Rücksetztaste 132 ausgeübt wird, kann die Feder 140 automatisch wieder die erste Position (3A) einnehmen.
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Das Rücksetzstellglied-Eingreifelement 139 kann mechanisch oder auf andere Weise mit dem gegenüberliegenden zweiten Ende 138 des Schaftteils 136 der Rücksetztaste 132 gekoppelt sein. Die Rücksetztaste 132 kann einstückig durch zum Beispiel Spritzgießen ausgebildet sein. Das Rücksetzstellglied-Eingreifelement 139 umfasst eine Fläche 139a, die in Bezug auf die Richtung des Pfeils X oder in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Rücksetztaste 132 mit einem Winkel ausgerichtet sein kann. Die Fläche 139a des Rücksetzstellglied-Eingreifelements 139 kann allgemein keilförmig sein oder Teil eines Keils wie etwa des in 3A-3C gezeigten dreieckigen Keils sein. Die Fläche 139a des Rücksetzstellglied-Eingreifelements 139a kann gleitend mit der Rücksetzeingreiffläche 174 des Stellglieds 172 interagieren, um das Stellglied 172 von der ausgelösten Position (2B und 3A) zu der geschlossenen Position (2A und 3C) zu bewegen und dadurch den Steuerstromkreis wiederherzustellen. In Reaktion auf eine Betätigung der Rücksetztaste 132 in der Richtung des Pfeils X wird also die Fläche 139a in der Richtung des Pfeils X in die Rücksetzeingreiffläche 174 gedrückt, wodurch veranlasst wird, dass sich das Stellglied 172 um den Schwenkpunkt A (2A und 2B) in der Richtung des Pfeils Y dreht (3A-3C).
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In Reaktion auf eine Betätigung der Rücksetztaste 132 in der Richtung des Pfeils X von der normalen Position (3A) zu der Rücksetzposition (3C) (1) geht die Feder 140 von der ersten Position (3A) über die Zwischenposition (3B) zu der zweiten Position (3C), (2) kontaktiert die Oberfläche 139a des Rücksetzstellglied-Eingreifelements 139 die Rücksetzeingreiffläche 174 des Stellglieds 172 zu Beginn wie in 3A gezeigt, (3) gleitet die Fläche 139a entlang der Rücksetzeingreiffläche 174 zu der Zwischenposition von 3B und (4) löst sich die Rücksetzeingreiffläche 174 von der Fläche 139a, wenn sich das Stellglied um den Schwenkpunkt A zu der geschlossenen Position von 3C dreht. Nach dem Rücksetzen des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 kann wie vorstehend in (1) bis (4) genannt in Reaktion auf eine nicht weiter erfolgende Betätigung der Rücksetztaste 132 in der Richtung des Pfeils X die Feder 140 automatisch die erste Position (3A) einnehmen, wodurch die Rücksetztaste 132 zu der normalen Position (3A) zurückversetzt wird, während der Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 in der geschlossenen Position (2A) bleibt.
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Der Schaftteil 136 der Rücksetztaste 132 weist eine erste Breite W1 und eine zweite Breite W2 wie in 3C gezeigt auf. Der größte Teil des Schaftteils 136 und/oder ein zentraler Teil des Schaftteils 136 weist die erste Breite W1 auf. Ein kleinerer Teil des Schaftteils 136 in der Nähe des zweiten Endes 138 weist die zweite Breite W2 auf. Allgemein weist ein Teil des Rücksetzstellglied-Eingreifelements 139 die zweite Breite W2 auf. Die erste Breite W1 ist schmäler als die zweite Breite W2 des Schaftteils 136, sodass das Stellglied von der geschlossenen Position (2A) zu der ausgelösten Position (2B) bewegt werden kann, auch wenn sich die Rücksetztaste 132 in der Rücksetzposition (3C) befindet. Der Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 kann also auch dann elektronisch ausgelöst werden, wenn die Rücksetztaste 132 in der Rücksetzposition (3C) gehalten wird oder in derselben blockiert ist. Wie in 3C gezeigt, sieht die schmale Breite W1 des mittleren Teils des Schaftteils 136 einen Freiraum für das Stellglied 172 oder insbesondere die Eingreiffläche 174 vor, sodass sich diese zu der geöffneten Position (2B) bewegen kann. Eine derartige Anordnung ist aus dem Stand der Technik als eine „Freiauslösung“ bekannt. Wie in 3A-3C bekannt, sieht der Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 eine derartige Freiauslösung unter Verwendung von nur zwei Komponenten vor, nämlich der Rücksetztaste 132 und der Feder 140.
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Eine wie hier beschrieben aus zwei Komponenten bestehende Rücksetztastenanordnung ist vorteilhaft, weil sie weniger Komponenten benötigt als eine vergleichbare Rücksetztastenanordnung aus dem Stand der Technik, die (1) einen ausgelösten Überlastrelais-Auslösemechanismus zurücksetzen kann und (2) eine Freiauslösung vorsehen kann.
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Die Feder 140 wurde vorstehend als eine Negativfeder beschrieben, wobei die Feder 140 aber auch eine bistabile Feder sein kann, wobei die erste Position und die zweite Position der Feder 140 jeweils eine erste stabile Position und eine zweite stabile Position der Feder 140 sind. Die Feder 140 kann alternativ dazu auch eine stabile Feder sein, die die Rücksetztaste 132 zu der normalen Position (3A) oder zu der Rücksetztaste (3C) vorspannt. Wenn die in der Richtung des Pfeils X wirkende Kraft nicht mehr auf die Rücksetztaste 132 einwirkt, kann die bistabile Feder in der zweiten stabilen Position bleiben. Es kann also eine Kraft in der zu dem Pfeil entgegen gesetzten Richtung erforderlich sein, um die bistabile Feder zu der ersten stabilen Position zurückzuversetzen. Eine derartige entgegen gesetzte Kraft kann auf ein zweites Ende der bistabilen Feder ausgeübt werden, indem ein Bediener die Rücksetztaste 132 in der entgegengesetzten Richtung zieht oder indem eine Rückstellfeder in der entgegengesetzten Richtung auf die Rücksetztaste 132 wirkt, sodass die bistabile Feder wieder zu der ersten stabilen Position zurückkehrt.
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Mit Bezug auf 4A-4C werden im Folgenden ein Verfahren bzw. ein Modus zum Testen des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 und ein Verfahren bzw. ein Modus zum Auslösen des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 unter Verwendung des Testtastenanordnung 150 beschrieben. 4A-4C sind teilweise im Querschnitt gezeigte Rückansichten des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100, in denen das Gehäuse 110 entfernt ist, um die Testtastenanordnung 150 zu verdeutlichen. 4A zeigt die Testtastenanordnung 150 in einer normalen Position. 4B zeigt die Testtastenanordnung 150 in einer Teststopp-Position. 4C zeigt die Testtastenanordnung 150 in einer Testauslöse-Position.
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Die Testtastenanordnung 150 umfasst eine Testtaste 152 und eine Feder 160. Die Testtaste 152 weist einen Tatenteil 154 und einen Schaftteil 156 auf. Der Schaftteil 156 weist ein erstes Ende 157 und ein gegenüberliegendes zweites Ende 158 auf. Das erste Ende 157 des Schaftteils 156 ist mechanisch mit dem Tastenteil 154 gekoppelt. Das gegenüberliegende zweite Ende 158 des Schaftteils 156 umfasst ein erstes Stellglied-Eingreifelement 159a und ein zweites Stellglied-Eingreifelement 159b, die hier auch als Teststellglied-Eingreifelemente 159a,b bezeichnet werden. Die Testtaste 152 weist allgemein eine normale Position (4A), eine Teststopp-Position (4B) und eine Testauslöse-Position (4C) auf. Die normale Position kann auch als Ruheposition der Testtaste 152 bezeichnet werden. Die Testtaste 152 kann in der Richtung des Pfeils P durch zum Beispiel einen Finger eines Bedieners von der normalen Position (4A) zu der Teststopp-Position (4B) und weiter zu der Testauslöse-Position (4C) betätigt werden.
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Die Feder 160 ist zwischen dem Tastenteil 154 der Testtaste 152 und dem oberen Teil 110a des Gehäuses 110 angeordnet, sodass eine Bewegung der Testtaste 152 in der Richtung des Pfeils P oder in der Bewegungsrichtung der Teststaste 152 die Feder 160 zwischen dem Tastenteil 154 und dem oberen Teil 110a des Gehäuses 110 komprimiert. Die Feder weist eine in 4A gezeigte erste Position auf, die der normalen Position der Testtaste 152 entspricht, eine in 4B gezeigte zweite Position, die der Teststopp-Position der Testtaste 152 entspricht, und eine in 4C gezeigte dritte Position, die der Testauslöse-Postion der Testtaste 152 entspricht.
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Die Feder 160 ist in der ersten Position (4A) allgemein nicht komprimiert, wobei sie jedoch auch in der ersten Position komprimiert sein kann. Die Feder ist in der zweiten Position (4B) stärker komprimiert als in der ersten Position (4A) und in der dritten Position (4C) stärker komprimiert als in der zweiten Position ( 4B). Die Feder 160 kann zum Beispiel eine herkömmliche Schraubenfeder, eine Belleville-Feder, eine Blattfeder, eine Kegelfeder, eine progressive Feder usw. sein.
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Wenn die Feder 160 eine progressive Feder 160 ist, ist die Betätigungskraft, die in der Richtung des Pfeils P aufgebracht werden muss, um die Testtaste 152 von der Teststopp-Position (4B) zu der Testauslöse-Position (4C) zu bewegen, größer als die Betätigungskraft, die in der Richtung des Pfeils P aufgebracht werden muss, um die Testtaste 152 von der normalen Position (4A) zu der Teststopp-Position ( 4B) zu bewegen. Auf diese Weise kann ein Bediener des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 die Testtaste 152 je nach der auf die Testtaste 152 ausgeübten Kraft wahlweise zu der Teststopp-Position (4B) oder zu der Testauslöse-Position (4C) bewegen, wobei er für die Teststopp-Position (4B) eine kleinere Kraft ausübt als für die Testauslöse-Position (4C).
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Die progressive Feder 160 weist eine erste Federkonstante und eine zweite Federkonstante auf. Die erste Federkonstante entspricht der Bewegung von der ersten Position zu der zweiten Position der progressiven Feder 160, und die zweite Federkonstante entspricht der Bewegung von der zweiten Position zu der dritten Position der progressiven Feder 160. Das Verhältnis zwischen der ersten Federkonstante und der zweiten Federkonstante beträgt wenigstens 2:1. Ein derartiges Verhältnis zwischen der ersten Federkonstante und der zweiten Federkonstante sieht eine progressive Feder 160 vor, bei der eine größere Aktivierungskraft erforderlich ist, um die Testtaste 152 von der Teststopp-Position (4B) zu der Testauslöse-Position (4C) zu bewegen als von der normalen Position (4A) zu der Teststopp-Position (4B).
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Die ersten und zweiten Teststellglied-Eingreifelemente 159a,b können mechanisch oder auf andere Weise mit dem gegenüberliegenden zweiten Ende 158 des Schaftteils 156 der Testtaste 152 gekoppelt sein. Die Testtaste 152 kann einstückig durch zum Beispiel Spritzgießen ausgebildet sein. Das erste Teststellglied-Eingreifelement 159a ist eine Fläche, die mit einem Winkel in Bezug auf die Richtung des Pfeils P oder die Bewegungsrichtung der Testtaste ausgerichtet sein kann. Die ersten und zweiten Teststellglied-Eingreifelemente 159a,b können allgemein Teile von entsprechenden Keilen sein oder eine Keilform wie etwa die 4A-4C gezeigte dreieckige Keilform aufweisen. Die Winkel der ersten und zweiten Teststellglied-Eingreifelemente 159a,b können gleich oder verschieden sein.
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Die ersten und zweiten Teststellglied-Eingreifelemente 159a,b sind allgemein gestaffelt angeordnet, sodass das erste Teststellglied-Eingreifelement 159a näher an dem zweiten Ende 158 des Schaftteils 156 angeordnet ist als das zweite Teststellglied-Eingreifelement 159b. Wenn also die Testtaste 152 in der Richtung des Pfeils P betätigt wird, greift das erste Teststellglied-Eingreifelement 159a in die Kontaktanordnung 170 (1, 2A und 2B) ein, bevor das zweite Teststellglied-Eingreifelement 159b in die Kontaktanordnung 170 eingreift.
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Das erste Teststellglied-Eingreifelement 159a kann gleitend mit der beweglichen Kontaktzunge 180a der Kontaktanordnung 170 interagieren, wenn die Testtaste 152 von der normalen Position (4A) zu der Teststopp-Position (4B) betätigt wird. Das erste Teststellglied-Eingreifelement 159a bewegt die bewegliche Kontaktzunge 180a und die gekoppelten beweglichen Laufkontakte 186a,b in Bezug auf das Stellglied 172 in der Richtung des Pfeils q (4B und 4C), während sich das Stellglied 172 nicht aus der geschlossenen Position (4A) bewegt. Die bewegliche Kontaktzunge 180a und die gekoppelten beweglichen Laufkontakte 186a,b werden entlang der ersten Kontaktstange 176a in der Richtung des Pfeils q bewegt, sodass die erste Kontaktfeder 184a komprimiert wird. Die Betätigung der Testtaste 152 aus der normalen Position (4A) zu der Teststopp-Position (4B) veranlasst, dass das erste Teststellglied-Eingreifelement 159a die beweglichen Laufkontakte 186a,b von einer elektrisch verbundenen Position (4A) zu einer elektrisch getrennten Position (4B) bewegt. Durch eine Betätigung und Lösung der Testtaste 152 von der normalen Position (4A) zu der Teststopp-Position ( 4B) kann eine Teststopp-Funktion vorgesehen werden, die den Stromfluss von den beweglichen Laufkontakten 186a,b zu den fixen Laufkontakten 186a,b vorübergehend unterbricht.
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Das zweite Teststellglied-Eingreifelement 159b kann gleitend mit der Testeingreiffläche 178 (4B und 4C) der ersten Kontaktstange 176a des Stellglieds 172 interagieren, wenn die Testtaste 152 von der normalen Position (4A) und/oder der Teststopp-Position (4B) zu der Testauslöse-Position (4C) betätigt wird. Die Betätigung der Testtaste 152 von der normalen Position (4A) und/oder der Teststopp-Position (4B) zu der Testauslöse-Position (4C) veranlasst, dass das zweite Teststellglied-Eingreifelement 159b wie in 4C gezeigt gleitend mit der Testeingreiffläche 178 des Stellglieds 172 interagiert, um das Stellglied 172 um den fixen Schwenkpunkt A (2A und 2B) von der geschlossenen Position (2A und 4A) zu der ausgelösten und/oder Testauslöse-Position (2B und 4C) zu drehen und dadurch den Steuerstromkreis zu unterbrechen. Durch eine Betätigung und Lösung der Testtaste 152 aus der normalen Position (4A) und/oder der Teststopp-Position (4B) zu der Testauslöse-Position (4C) kann eine Testauslösefunktion oder eine Funktion zum Unterbrechen des Stromflusses von den beweglichen Laufkontakten 186a,186b zu den fixen Laufkontakten 186a,b durch das Auslösen des Überlastrelais-Auslösemechanismus 100 vorgesehen werden.
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Wenn die Testtaste 152 in der Richtung des Pfeils P aus der normalen Position (4A) zu der Teststopp-Position (4B) und dann zu der Testauslöse-Position (4C) betätigt wird, (1) wird die Feder 160 von der ersten Position (4A) zu der zweiten Position (4B) komprimiert, (2) kontaktiert das erste Teststellglied-Eingreifelement 159a die bewegliche Kontaktzunge 180a der Kontaktanordnung 170 wie in 4B gezeigt, (3) werden die bewegliche Kontaktklinge 180a und die gekoppelten beweglichen Laufkontakte 182a,b von einer elektrische verbundenen Position (4A) zu einer elektrisch getrennten Position (4B) bewegt, (4) wird die Feder 160 von der zweiten Position (4B) zu der dritten Position (4C) komprimiert, (5) kontaktiert das zweite Teststellglied-Eingreifelement 159b die Testeingreiffläche 178 des Stellglieds 172 wie in 4C gezeigt und (6) dreht sich das Stellglied 172 um den Schwenkpunkt A zu der ausgelösten Position (2B).
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Eine aus zwei Komponenten bestehende Testtastenanordnung wie die hier beschriebene und in den Zeichnungen gezeigte Testtastenanordnungen ist vorteilhaft, weil sie weniger Komponenten benötigt als eine vergleichbare Testtastenanordnung aus dem Stand der Technik, die eine Teststopp-Funktion und eine Testauslöse-Funktion vorsehen kann.
