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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Überstromrelais mit einer Hauptstromkreisanordnung, mit einer Hilfsstromkreisanordnung, wobei die Hauptstromkreisanordnung wenigstens einen spannungsführenden Bimetallstreifen umfasst, wobei die Hilfsstromkreisanordnung eine Hilfskontaktanordnung und ein damit zusammenwirkendes Schaltwerk umfasst, wobei zwischen der Hauptstromkreisanordnung und der Hilfsstromkreisanordnung eine Schiebermechanik mit wenigstens einer Übertragungsleiste angeordnet ist, die Durchgangsöffnungen hat, mit denen sie in koppelndem Eingriff mit dem freien Ende des wenigstens einen Thermobimetallstreifens steht, und die mit einem an dem Schaltwerk ausgebildeten Betätigungshebel gekoppelt ist, 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 oft als Schnappschaltwerk ausgebildetes Schaltwerk 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 mit einem Auslöseschieber, 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. 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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In dem aus der
DE 20 2010 009 421 U1 bekannten elektrischen Überlastrelais ist die Schiebermechanik aus einer ersten und einer zweiten Übertragungsleiste zusammengesetzt. Der Aufbau dieser Schiebermechanik ist auch in der
DE 10 2008 062 527 A1 bereits beschrieben. Jede der beiden Übertragungsleisten besitzt jeweils einen langgestreckten, flachen Abschnitt, an dem senkrecht vorstehende L-förmige Vorsprünge angeformt sind, deren freie Enden in einer Linie liegen und jeweils in die gleiche Richtung vorspringen. In zusammengesetzten Auslöseschieber weisen die freien Enden der L-förmigen Vorsprünge aufeinander zu und bilden zwischen sich jeweils einen offenen Aufnahmeraum, auch als Durchgangsöffnung bezeichnet, zur Aufnahme des freien Endes eines Thermobimetallstreifens.
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Die kürzeste Luft- und Kriechstrecke ist in dem bekannten Aufbau bestimmt durch die senkrechte Verbindung zwischen dem freien Ende des spannungsführenden Thermobimetallstreifen, wie er in die offene Durchgangsöffnung ragt, und dem nächstgelegenen spannungsführenden Teil in dem zweiten Gehäuseteil.
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Der Hauptstromkreis in dem ersten Gehäuseteil ist zum Schutz von Personen elektrisch sicher vom Hilfsstromkreis in dem zweiten Gehäuseteil zu trennen. Um dieses sicher zu stellen, sind von der Norm lange Luft- und Kriechstrecken gefordert. Dies lässt sich bei dem bekannten Aufbau eines elektrischen Überlastrelais wie oben geschildert oft nur dadurch erreichen, dass die Abmessungen des elektrischen Überlastrelais vergrößert wird, und dadurch die Länge der senkrechten Verbindung zwischen dem freien Ende des spannungsführenden Thermobimetallstreifens, wie er in die offene Durchgangsöffnung ragt, und dem nächstgelegenen spannungsführenden Teil des Hilfsstromkreises in dem zweiten Gehäuseteil vergrößert wird. Wenn das aufgrund einer vorgegebenen kleinen Baugröße des elektrischen Überlastrelais nicht möglich ist, dann kann die geforderte hohe Luft- und Kriechstrecke oft nur durch Einschränkung der zulässigen Spannung erfüllt werden.
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Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein elektrisches Überstromrelais der beschriebenen Art so zu verbessern, dass auch bei kleinen Geräteabmessungen eine hohe Luft- und Kriechstrecke in dem Gerät erreicht ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrisches Überstromrelais mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß ist ein isolierender Übertragungsschieber lateral verschieblich auf der Übertragungsleiste angeordnet, wobei der Übertragungsschieber mit dem freien Ende des wenigstens einen Bimetallstreifens gekoppelt ist, wobei der Übertragungsschieber das freie Ende des wenigstens einen Bimetallstreifens isolierend überdeckt, wobei der Übertragungsschieber das freie Ende des mit ihm gekoppelten wenigstens einen Bimetallstreifens in Verschieberichtung beidseitig um die Länge einer Isolationsstrecke überragt.
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Durch den erfindungsgemäß eingeführten Übertragungsschieber ist das freie Ende des Thermobimetallstreifens nach oben zu dem zweiten Gehäuseteil hin isolierend abgedeckt. Die Luft- und Kriechstrecke geht nun nicht mehr direkt von dem freien Ende des Thermobimetallstreifens nach oben, sondern sie wird seitlich abgelenkt und verläuft zunächst in dem sehr schmalen Zwischenraum an der Gleitfläche zwischen der Übertragungsleiste und dem Übertragungsschieber seitwärts, in Gleitrichtung, dann um die Schmalseite des Übertragungsschiebers herum auf dessen Oberseite, und von dort dann nach oben zu dem nächstgelegenen spannungsführenden Teil des Hilfsstromkreises in dem zweiten Gehäuseteil. So wird ein zusätzlicher Weg der Luft- und Kriechstrecke, der sich durch die Länge des das freie Ende des Thermobimetallstreifens lateral überragende Teilstück des Übertragungsschiebers und dessen Dicke bestimmt, dadurch festgelegt und einstellbar ist, erzeugt. Die äußeren Abmessungen des elektrischen Überstromrelais werden nicht verändert. Im Inneren wird die Luft- und Kriechstrecke verlängert durch das Einführen des zusätzlichen Teils des Übertragungsschiebers, um den herum gewissermaßen jetzt ein Kriechstrom fließen muss. Kriechströme bekommen in Form des Übertragungsschiebers ein zusätzliches Hindernis in den Weg gelegt, welches jedoch keinen Einfluss auf die äußeren Abmessungen des Gerätes hat. Gegenüber der im Stand der Technik bekannten Ausführungsform kann die Luft- und Kriechstrecke so auf einfache Weise nahezu verdoppelt werden, ohne dass die äußeren Gehäuseabmessungen sich verändern.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile sind in den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Figurenbeschreibung:
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Figuren und Beschreibung dienen dem besseren Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine Schematische Darstellung der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 eine Ansicht einer praktischen Ausführung eines erfindungsgemäßen Überstromrelais, in Art einer Explosionszeichnung,
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2 eine Explosionszeichnung des Unterteils des Überstromrelais nach 1,
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3 eine Explosionszeichnung des Oberteils des Überstromrelais nach 1, in einem ersten Montageschritt,
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4 eine Explosionszeichnung des Oberteils des Überstromrelais nach 1, in einem zweiten Montageschritt,
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5 eine Explosionszeichnung des Montageträgers des Überstromrelais nach 1,
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6 eine Explosionszeichnung der Verstellmechanik des Überstromrelais nach 1,
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7 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Überstromrelais, auf der das Zusatzkompensationsbimetall dargestellt ist und die Kegelfeder, in drei unterschiedlichen Teilansichten,
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8 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen elektrischen Überlastrelais auf die Seite der Kuppelleiterabdeckung, bei entfernter Kuppelleiterabdeckung und entfernter Frontabdeckung
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9 eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Übertragungsschiebers mit Darstellung der verlängerten Luft- und Kriechstrecke,
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10 eine Ansicht auf die Schiebermechanik mit Veranschaulichung der Luft- und Kriechstrecke gemäß dem Stand der Technik.
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In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile oder Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Es werde zunächst die 10 betrachtet. Diese zeigt eine Ansicht auf einen Ausschnitt der Schiebermechanik mit Veranschaulichung der Luft- und Kriechstrecke gemäß dem Stand der Technik. Man sieht die obere Übertragungsleiste 63 mit zweien ihrer drei L-förmigen Vorsprünge 220, 221.
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Denn das Gerät, von dem hier ein Ausschnitt gezeigt ist, ist ein dreiphasiges Überlastrelais, mit drei Hauptstrompfaden, wobei jedem Hauptstrompfad ein Thermobimetall mit der entsprechenden Luft- und Kriechstrecke zugeordnet ist. In den 10 und 9 ist exemplarisch nur jeweils eines der Thermobimetalle gezeigt.
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Von der unteren Übertragungsleiste 64 sieht man hier nur einen der L-förmigen Vorsprünge 222. Der L-förmige Vorsprung 220 der oberen Übertragungsleiste 63 und der L-förmige Vorsprung 222 der unteren Übertragungsleiste bilden zwischen sich einen freien Raum, die Durchgangsöffnung 223. In die Durchgangsöffnung 223 ragt das freie Ende 6a des Thermobimetallstreifens 6 hinein. Man sieht auch das nächstgelegene stromführende Teil 224 des Hilfsstromkreises in dem Gehäuseoberteil 2, und als dick ausgezogene Linie die Luftstrecke 225. An dem Übertragungshebel 65' ist ein Zapfen 207 ausgebildet, der die betätigungsseitige Koppelstelle der Schiebermechanik darstellt. Wenn sich das Thermobimetall 6 verbiegt, schiebt es die Schiebermechanik nach links, und der Zapfen 207 wirkt auf die auslöserseitige Koppelstelle 206, das freie Ende, des Betätigungshebels 135, und dies bewirkt auf im Prinzip bekannte Art und Weise die Umschaltung des Schaltwerks. Hinsichtlich der grundlegenden Funktion und des Aufbaus der Hilfsstromkreisanordnung in dem Gehäuseoberteil 2 und der Hauptstromkreisanordnung in dem Gehäuseunterteil 1 und das Zusammenspiel dieser beiden sei auf den bekannten Stand der Technik verwiesen, alternativ könnte dies auch so ausgeführt sein, wie im Zusammenhang mit den
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1 bis 7 weiter unten beschrieben und erläutert ist. Es werde nun die 9 betrachtet. Diese zeigt die erfindungsgemäße Verbesserung des Standes der Technik nach 10. Ein isolierender Übertragungsschieber 65 ist lateral verschieblich auf der Schiebermechanik, nämlich auf der Übertragungsleiste 64, ausgebildet. Der Übertragungsschieber 65 ist mit dem freien Ende 6a des wenigstens einen Bimetallstreifens 6 der Thermobimetallanordnung des Hauptstromkreises gekoppelt. Der Übertragungsschieber 65 überdeckt das freie Ende 6a des wenigstens einen Bimetallstreifens 6 isolierend. Der Übertragungsschieber 65 überragt das freie Ende 6a des mit ihm gekoppelten wenigstens einen Bimetallstreifens 6 in Verschieberichtung beidseitig um die Länge einer Isolationsstrecke.
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Dadurch wird die in 10 dargestellte Luftstrecke durch ein Isolierteil abgedeckt, wodurch eine Kriechstrecke entsteht, die sogar gegenüber der ursprünglichen Kriechstrecke, die nicht dargestellt wurde, verlängert ist.
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Durch den Übertragungsschieber 65 ist das freie Ende des Thermobimetallstreifens 6 nach oben, zu dem zweiten Gehäuseteil hin, isolierend abgedeckt. Diese Kriechstrecke, veranschaulicht durch die dick ausgezogene Linie 226, geht nun nicht mehr direkt von dem freien Ende des Thermobimetallstreifens nach oben, sondern sie wird seitlich abgelenkt und verläuft zunächst in dem sehr schmalen Zwischenraum an der Gleitfläche zwischen der Übertragungsleiste 64 und dem Übertragungsschieber 65 seitwärts, in Gleitrichtung, dann um die Schmalseite des Übertragungsschiebers 65 herum auf dessen Oberseite, und von dort dann nach oben zu dem nächstgelegenen spannungsführenden Teil 224 des Hilfsstromkreises in dem zweiten Gehäuseteil 2.
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So wird nicht nur eine zu geringe Luftstrecke eliminiert, sondern auch ein zusätzlicher Weg der Luft- und Kriechstrecke 226 erzeugt, der sich durch die Länge des das freie Ende des Thermobimetallstreifens 6 lateral überragenden Teilstückes des Übertragungsschiebers 65 und dessen Dicke bestimmt. Dieser ist auf die nach Norm geforderte Länge einstellbar. Die äußeren Abmessungen des elektrischen Überstromrelais werden nicht verändert. Im Inneren wird die Luft- und Kriechstrecke 226 verlängert durch das Einführen des zusätzlichen Teils des Übertragungsschiebers 65, um den herum gewissermaßen jetzt ein eventueller Kriechstrom fließen müsste. Kriechstrecken können auf diese Art verlängert werden, ohne dass sie einen Einfluss auf die äußeren Abmessungen des Gerätes haben. Gegenüber der im Stand der Technik bekannten Ausführungsform, siehe 10, kann die Luft- und Kriechstrecke 226 so auf einfache Weise nahezu verdoppelt werden, ohne dass die äußeren Gehäuseabmessungen sich verändern.
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An der Oberseite des Übertragungsschiebers 65 ist der Zapfen 207 ausgebildet, der die betätigungsseitige Koppelstelle der Schiebermechanik darstellt. Wenn sich das Thermobimetall 6 verbiegt, schiebt es die Schiebermechanik nach links, und der Zapfen 207 wirkt auf die auslöserseitige Koppelstelle 206, das freie Ende, des Betätigungshebels 135, und dies bewirkt auf im Prinzip bekannte Art und Weise die Umschaltung des Schaltwerks.
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Der Übertragungsschieber 65 hat an seiner Unterseite, die die Gleitfläche auf den Übertragungsleisten 63, 64 bildet, taschenartige Ausnehmungen (in den Figuren nicht dargestellt) an den Stellen, an denen die freien Enden 6a der Thermobimetallstreifen 6 die Durchgangsöffnungen 223 durchstoßen und die Übertragungsleisten 63, 64 nach oben, zu der Hilfsstromkreisanordnung hin, überragen. Die freien Enden 6a der Thermobimetallstreifen 6 greifen in diese taschenartigen Ausnehmungen ein. Wenn sich das Thermobimetall 6 verbiegt, hier in der gezeigten Ausführungsform würde es sich im Überstromfall nach links, gegen den Uhrzeigersinn, verbiegen, so bewegt aufgrund der geschilderten Kopplung das Thermobimetall sowohl die Übertragungsleisten 63, 64, als auch den Übertragungsschieber 65 nach links. Die Übertragungsleisten 63, 64 und der Übertragungsschieber 65 sind im Überstromfall durch die freien Enden 6a der Thermobimetallstreifen 6 gekoppelt.
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Die Kopplung kann auch so ausgeführt sein, dass keine direkte mechanische Kopplung der Bimetallspitze 6a mit dem Übertragungsschieber 65 besteht. In diesem Fall ist der Übertragungsschieber beispielsweise durch Pins mit den Übertragungsleisten 63, 64 verbunden. Beim Ausbiegen des Thermobimetalls bewegt die Bimetallspitze 6a die Übertragungsleisten 63, 64, und dadurch bewegt sich der isolierend überdeckende Bereich des Übertragungsschiebers 65 indirekt gekoppelt mit.
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Die taschenartigen Ausnehmungen sind weiterhin länglich ausgeführt, in ihnen ist rechts von dem freien Ende 6a des Thermobimetallstreifens 6 ein freier Platz. Wenn nach Abklingen des Überstroms das Thermobimetall sich wieder zurückbiegt, so nimmt sein freies Ende 6a die Übertragungsleisten 63, 64 zwar mit, wegen des freien Platzes in der taschenartigen Ausnehmung allerdings nicht den Übertragungsschieber 65. Dieser wird in seine Ausgangslage zurückgesetzt durch Einwirkung des Betätigungshebels 135, der beim Zurücksetzen von der Rücksetzkraft des Schaltwerks wieder nach rechts verschwenkt wird und damit den Übertragungshebel 65 in dessen Ausgangsstellung zurückschiebt.
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Es werden nun die
1 bis
8 betrachtet. Dort ist eine praktische Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Überstromrelais gezeigt. Ein elektrisches Überstromrelais ähnlich dem hier beschriebenen, welches über Kuppelleiter mit einem Schütz zu einer Schaltgerätekombination zusammenbaubar ist, ist aus der
DE 10 2008 062 250 A1 bekannt; dieses Dokument soll daher bezüglich der Funktion und des grundsätzlichen Aufbaus des elektrischen Überstromrelais und dessen Zusammenwirken mit einem Schütz in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung mit einbezogen sein.
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Die 1 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Überstromrelais, in Art einer Explosionszeichnung, aus der der modulare Aufbau des Gerätes und das Vorgehen bei der Endmontage ersichtlich ist.
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Das erfindungsgemäße Überstromrelais ist aus einem Unterteil 1, einem Oberteil 2, einer Klemmenabdeckung 4 und einer Kuppelleiterabdeckung 5 zusammengesetzt.
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Der Aufbau des Unterteils 1 ist in 2 näher gargestellt, der Aufbau des Oberteils in 3 und 4, wobei in der 5 der Aufbau des Montageträgers 3, der in das Oberteil 2 eingesetzt wird, dargestellt ist, und in der 6 ist der Aufbau der Verstellmechanik 7, die in den Montageträger 3 eingesetzt wird, dargestellt.
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Die Reihenfolge beim Montieren des erfindungsgemäßen Überstromschützes ist somit die folgende. Zuerst wird die Verstellmechanik 7 zusammengesetzt. Diese wird dann als vorgefertigtes Modul zusammen mit anderen Teilen zum Montageträger 3 zusammengebaut. Der Montageträger 3 wird als vorgefertigtes Modul zusammen mit anderen Komponenten in das Oberteil 2 eingesetzt. Parallel dazu wird das Unterteil 1 aus seinen Einzelteilen zusammengefügt. Nun werden die Hauptanschlussklemmen 12 eingesetzt und die Geräterückseite mit einer Klemmenabdeckung 13 geschlossen. Anschließend wird an der Seite der Kuppelleiter 10, 10', 10'' der Übertragungsschieber 65 und die obere Übertragungsleiste 63 eingesetzt, und abschließend die Kuppelleiterabdeckung 5 aufgesetzt.
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Die Frontabdeckung 4 ist in Form einer Halbschale ausgeführt. An der Hinterseite 43 befinden sich, in der 1 nicht sichtbar, da verdeckt, vier Einführungen für Anschlussleiter an die Hilfskontaktabschlussklemmen 14, 14', 14'', 14''', die durch fünf Isolationsrippen 44, 44', 44'', 44''' voneinander getrennt sind. Um einen Zugang zu den Klemmschrauben 16, 16', 16'', 16''' der Hilfskontaktanschlussklemmen 14, 14', 14'', 14''' zu ermöglichen, sind in der hinteren Frontseite vier Zugangsöffnungen 15, 15', 15'', 15''' eingebracht.
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An der Frontseite 42 befindet sich eine Plombieröse 45, eine Öffnung 46 für die Stopp-Taste, eine Öffnung 47 für einen Zeiger und einen Test-Einstich, eine Öffnung 48 für einen Einstellknopf, und eine Öffnung 49 für eine Taste 50.
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In eine taschenartige Ausnehmung, die sich in der Frontseite 42 rechts von der Plombieröse 45 weg erstreckt, kann eine Plombierabdeckung 51 eingelegt werden. Diese hat in etwa eine T-Form, wobei der Längssteg 52 zur Abdeckung des Zeigers und der Testfunktion dient. Der Quersteg 53 trägt eine Tasche 54, in die ein rechteckiges Schild 55 mit einer Beschriftungsfläche eingeschnappt werden kann. Das Schild 55 trägt dazu an seinen Längsseiten Befestigungsrippen, die in entsprechende Einstiche in der Längskante der Tasche 54 einrasten können. An seiner der Plombieröse 45 zugewandten Schmalseite weist der Quersteg 53 eine Öffnung 56 für die Plombieröse 45 auf, in der die Plombieröse 45 plombiert werden kann. An derselben Schmalseite, nach unten weisend, ist an die Plombierabdeckung 51 ein Anschlagstift 57 angeformt, welcher einen Anschlag für einen Feststellstift Automatik/Manuell, der an der Taste 50 angeformt ist, bildet.
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Die Taste 50 hat eine Grundform eines Hohlzylinders. Die obere Deckfläche trägt eine kreuzförmige Ausnehmung als Eingriff für einen Kreuzschlitzschraubendreher als Betätigungswerkzeug. Parallel zur Mantelfläche ist in der Nähe der oberen Deckfläche ein Steg 58 angeformt, der als Zeiger zur Anzeige des Automatik- bzw. manuellen Betriebs dient. In Verlängerung der Mantelfläche ist nach unten an die untere Mantelfläche ein Sperrstift 60 angeformt.
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Die Kuppelleiterabdeckung 5 wird an derjenigen Seite des Unterteils angebracht, an der die Kuppelleiter 10, 10', 10'' hervorstehen. Sie trägt Isolierhülsen 61, 61', 61'', die die Kuppelleiter teilweise aufnehmen und so vor Berührung schützen, dass nur das Endstück der Kuppelleiter unbedeckt zur elektrischen Ankopplung mit einem angebauten Schütz bleibt. Weiterhin trägt sie außen einen Hacken 62, mit dem sie an einem eingebauten Schütz gehalten werden kann.
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Vor dem Aufsetzen der Kuppelleiterabdeckung wird an dem Unterteil 1, in dem sich bereits die untere Übertragungsleiste 64, auch unteres Schieberelement genannt, und der thermischen Auslöser 70 befinden, an der Seite, an der die Kuppelleiter 10, 10', 10'' abstehen, eine obere Übertragungsleiste 63, auch oberes Schieberelement genannt, und ein Übertragungsschieber 65, auch Kuppelelement genannt, eingesetzt.
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Die beiden Übertragungsleisten
63 und
64 bilden zusammen mit dem Übertragungsschieber
65 die Auslöseschieberanordnung. Die Auslöseschieberanordnung bewirkt eine Phasenausfallempfindlichkeit bei der thermischen Auslösung durch die im Unterteil
1 eingebauten Bimetalle, d. h., die sorgt dafür, dass das Schaltwerk des Überstromrelais auch dann ausgelöst wird, wenn eine der drei Phasen unterbrochen ist und nur in einer der drei Phasen ein entsprechend hoher Überstrom fließt. Der Aufbau, die Funktionsweise und die Ankopplung der Auslöseschieberanordnung
63,
64,
65 an die Bimetalle und an das Schaltwerk ist bereits genauer in der
DE 10 2008 062 527 A1 beschrieben. Diese Offenbarung soll daher bezüglich der Auslöseschieberanordnung
63,
64,
65 in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung mit einbezogen sein.
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Es werden nun die 2 betrachtet, die eine Explosionszeichnung des Unterteils des Überstromrelais zeigt. Das Unterteil 1 umfasst eine im Wesentlichen quaderförmige Schale 66, die nach 2 Seiten offene ist. In beiden offenen Hälften der quaderförmigen Schale 66 sind durch Zwischenwände drei voneinander getrennte Kammern gebildet.
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An der Kuppelseite, das ist die in der 2 dem Betrachter zugewandte Seite der quaderförmigen Schale 66, wird in jede der drei Kammern je ein thermischer Auslöser 70 eingeführt. Jeder thermische Auslöser 70 wird mit dem Bimetallbefestigungswinkel 71 voraus in eine der drei Kammern eingeführt, mit einem nicht sichtbaren Nocken im Unterteil 66 positioniert und mit Befestigungsschrauben thermischer Auslöser 17, 17', 17'', 17''', 17'''', 17'''' an der quaderförmigen Schale 6 befestigt.
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Jeder der drei Kammern in der quaderförmigen Schale 66 dient zur Aufnahme eines thermischen Auslösers 70 zur Absicherung jeweils einer Phasenleitung. Das Überstromrelais dient also zur dreiphasigen Absicherung.
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In der 2 ist ein thermischer Auslöser 70, fertig montiert zum Einsetzen in die Kammer dargestellt. Ein weiterer thermischer Auslöser 70 ist in Sprengdarstellung gezeigt, so dass dessen Aufbau und die Gestaltung der Einzelteile daraus ersichtlich sind.
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Die Auslöserbaugruppe 70 umfasst als zentrales Element einen Befestigungswinkel 71. An dessen langem Schenkel 71a befinden sich zwei Gewindeöffnungen 71b und die Öffnung 71c für die Aufnahme des Positioniernockens. An dem langen Schenkel 71a steht ein Ansatzblech 71d ab, in etwa parallel ausgerichtet zu dem kurzen Schenkel 71e des Befestigungswinkels 71. An dem Ansatzblech 71d befindet sich eine Schweißfläche 71f, an die das Hauptbimetall 6 mit seinem feststehenden Ende angeschweißt ist. Auf der gegenüber liegenden Seite wird das Heizband 73 mit seiner ersten endständigen Fläche 74 angeschweißt.
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Das Heizband ist mäanderförmig ausgebildet. Es liegen somit hier vier Lagen des Heizbandes 73 parallel dicht aneinander, jeweils oben und unten verbunden über die Biegestellen. Die einzelnen Lagen des Heizbandes 73 werden durch Lagen aus Isolierpapier 72, 72', 72'', 72''' elektrisch voneinander getrennt. Das mäanderförmig geschichtete Heizband mit den zwischen den einzelnen Lagen befindlichen Isolierschichten bildet ein Heizerpaket 73a. Das Heizerpaket 73a ist etwa genauso breit wie der Thermobimetallstreifen 6, und es liegt in Längsrichtung parallel und dicht an dem Thermobimetallstreifen 6 an, wobei es sich in etwa über die ganze Länge des Thermobimetallstreifens 6 erstreckt, bis auf den Betätigungszapfen 6a an dem freien Ende des Thermobimetallstreifens 6, der nicht von dem Heizerpaket 73a abgedeckt ist.
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Das Heizband 73 beziehungsweise das Heizerpaket 73a ist mit Isolierpapier 72 auch vom Bimetall 6 elektrisch isoliert. Die Befestigung des Heizbands 73 beziehungsweise des Heizerpakets 73a am Hauptbimetall 6 erfolgt mittels Klammern 77, 77', 77''. Zur elektrischen Trennung der Klammern 77, 77', 77'' von dem Heizband 73 und dem Bimetall 6 befinden sich an der inneren Seite der Klammern 77, 77', 77'', die mit dem Hauptbimetall 6 und dem Heizband 73 in Kontakt steht, Isolierstreifen 76, 76', 76''. Die zweite endständige Fläche 75 des Heizbandes 73 wird an das Kuppelstück 10 angeschweißt. Dadurch ist der Stromfluss des Phasenstroms durch das Heizband 73 gewährleistet.
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Die mäanderförmige Schichtung des Heizerpakets erlaubt es, einen langen bandförmigen Heizleiter zu realisieren und diesen in sehr guten thermischen Kontakt mit dem Thermobimetallstreifen zu bringen.
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Es werde nun die 3 betrachtet, die eine Explosionszeichnung des Grundkörpers 80 des Oberteils 2 des Überstromrelais zeigt. Der Grundkörper 80 hat im Wesentlichen die Grundform eines an zwei Seiten offenen Quaders. An seinen seitlichen Schmalseiten trägt er zwei Rasthaken, auch als Führungsnasen 81, 81' bezeichnet, zum Einschieben in das Unterteil 1.
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In den Grundkörper 80 des Oberteils 2 werden nun der Reihe nach folgende Bauteile beziehungsweise Baugruppen eingesetzt:
Ein Schieber 83, eine Taste 84, eine Schenkelfeder 85 und eine Koppelfeder 86, und wie in 4 gezeigt, weitere Montageträger 3 mit angebauten ersten und zweiten Hilfskontaktbrücken 142 und 87 und einer Rückstellfeder 88, die auf die zweite Hilfskontaktbrücke 87 wirkt, eine Justierschraube 89, ein Kontaktkamm 90 mit vier festen Kontaktstücken der Hilfskontakte, und vier Kontaktschrauben 91, 91', 91'', 91''' die in entsprechenden Gewindeöffnungen in den Kontaktkamm 90 eingeschraubt werden und so die Hilfskontaktanschlussklemmen 14, 14', 14'', 12''' (siehe 1) bilden.
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Der Schieber 83 (3) umfasst einen rechteckigen Längsschenkel 92, an dessen unterem Ende ein Querarm 93, und im Bereich von dessen oberem Ende ein senkrecht zu dem Querarm 93 nach vorne abstehender Stützschenkel 94 angeformt sind. Auf dem Stützschenkel 94 befindet sich ein Halte-Pin 95, auf den die Reset-Taste 50 (1) aufgesetzt werden kann. Die innere Ausnehmung der Reset-Taste 50 ist so dimensioniert, dass sie auf den Halte-Pin 95 aufgeschoben werden kann. Der Stützschenkel 94 dient dabei gleichzeitig als Anschlagsfläche für die Reset-Taste 50. An der linken Seite des Querarms 93 befindet sich eine nach oben weisende Anschlagsleiste 123 zur Begrenzung des Bewegungsweges des Schiebers während der Montage.
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Der Längsschenkel 92 des Schiebers ist in einer Führungsnut 96 in der hinteren Schmalseite des Grundkörpers 80 des Oberteils 2 längsverschieblich geführt und mittels eines seitlich an der Längsseite abstehenden Führungs-Pins 97 in einer entsprechenden seitlichen Führungsnut in der Gehäusewand verschieblich gehalten. Seitlich an der Führungsnut 96 befindet sich eine Rastnase 98, an der die Reset-Taste 50 im eingedrückten Zustand (Automatik-Funktion) rastend gehalten werden kann.
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Die Schenkelfeder 85 ist an einem Stift 113 an der Rückwand des Grundkörpers 80 mit ihrer Mittelöffnung angelenkt. Sie wirkt mit der Kontaktträgerwippe 139 zusammen und versucht, diese in die Ausgelöstposition zu drehen. Am äußeren rechten Ende des Querarms 93 befindet sich ein nachvorne abstehender, zylindrischer Anschlagpin 100 als Anschlag für die Schenkelfeder 85. Unterhalb dieses Anschlagpins 100 befindet sich ein Führungsstift 101 zur Führung der Schenkelfeder 86. Ein Haken 102 rechts unterhalb des Führungsstiftes 101 definiert die Position der Schenkelfeder 86. Zwischen dem Viereckpin 99 und dem Führungsstift 101 befindet sich noch ein Anschlag 103 für einen Arm der Schenkelfeder 86. Zwischen dem Viereckpin 99 und dem Anschlag 103 erstreckt sich noch eine Führungsleiste 104 zur Unterstützung der Führung des AMR-Schiebers 83 nach unten hin.
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Die Schenkelfleder 85 hat einen kurzen Schenkel 105, mit dem sie sich an einer Stützfläche 106 des Grundkörpers 80 abstützt. Der zweite, lange Schenkel 107 ist leicht abgeknickt ausgeführt. Er hat einen endständigen Stützpunkt 108 für den Schieber 83 und einen links davon liegenden Stützpunkt 109 für die Kontaktträgerwippe 139 (zum Kontaktträger siehe Beschreibung weiter unten).
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An der Unterseite des Grundkörpers 80 befinden sich zwei Lagerschienen 110, 111, zur Lagerung des Montageträgers 3, und an einer Zwischenwand im Inneren des Grundkörpers 80 befindet sich eine Lagerfläche 122, ebenfalls zur Lagerung des Montageträgers nach dessen Einsetzen in das Oberteil 2. An der Rückwand, links neben der Führungsnut 96, befindet sich noch eine Entspannungsschräge 112 für die Koppelfeder 86.
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Die Stopp-Taste 84 hat einen quaderförmigen Tastenkörper 114, der zur Betätigung und gleichzeitig zur Führung in der Klemmenabdeckung 4 dient. Der Tastenkörper 114 sitzt mit einer Schmalseite an einem S-förmig gebogenen federnden Arm 115 auf. Dieser trägt an seinem freien Ende einen Befestigungsquader 116 mit einem Rasthaken 117. Mit dem Befestigungsquader 116 ist er in einer Haltetasche 118 an der Innenseite der Schmalseite des Grundkörpers 80 des Oberteils 2 gehalten und mit dem Rasthaken 117 darin verrastet. Mit einem Führungsarm 119 ist die Stopp-Taste 84 in einer Führungsnut 120 in der hinteren Schalseite des Grundkörpers 80 des Oberteils 2 geführt. Von dem Führungsarm steht ins Geräteinnere weisend ein Betätigungsarm 121 ab, der bei Drücken der Stopp-Taste 84 den Kontakt öffnet.
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Die Koppelfeder 86 koppelt den Schieber 83 federnd an den Koppelschieber 124, der als Teil der Verstellmechanik 7 auch Teil des Montageträgers 3 ist, siehe unten 5 und 6. Die Koppelfeder 86 ist dazu mit ihrer Zentralöse im Schieber 83 gelagert. Ein erster, kurzer Stützarm 125 der Koppelfeder 86 stützt sich an dem Schieber 83 ab. Ein zweiter, langer Stützarm 126 umfasst den Stützpunkt am Koppelschieber 124.
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Die Festkontakte der Hilfskontaktstellen sind mittels des Kontaktkammes 90 gebildet. Dieser umfasst einen rechteckigen Grundkörper 127, an den rechtwinklig abstehend vier versilberte Kontaktzungen 128, 128', 128'', 128''' abstehen. Zur Montage an dem Grundkörper 80 des Oberteils 2 werden die Kontaktzungen 128, 128', 128'', 128''' in entsprechende Aufnahmetaschen 129 in der Gehäuserückseite eingeführt. Außen an der Gehäuserückseite befinden sich vier Sitzflächen 130, 130', 130'', 130''' zur Auflage des Kontaktkammes 90. In der Nähe der Abformung jeder Kontaktzunge an dem Grundkörper trägt diese einen Sicherungspin 131, 131', 131'', 131''' zur Lagesicherung in eingesetztem Zustand. In dem Grundkörper 127 sind vier Gewindelöcher 132, 132', 132'', 132''' zur Aufnahme der Kontaktschrauben 91, 91', 91'', 91''' eingebracht. An der den Kontaktzungen abgewandten Längskante des Grundkörpers 127 ist ein profilierter Steg 133 angeformt, der in Aufnahmetaschen 134 nahe der Sitzflächen 130, 130', 130'', 130''' eingreift und somit zusätzlich zur Lagesicherung des Kontaktkammes 90 beiträgt.
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In der
6 ist einer Explosionsdarstellung der Aufbau der Verstellmechanik
7 gezeigt. Die Verstellmechanik
7 umfasst einen Koppelschieber
124, an den ein Betätigungshebel
135 gekoppelt ist. An dem Koppelschieber
124 ist das Kompensationsbimetall
8 gelagert, das mit einer in einem gegabelten Führungsarm
137 des Koppelschiebers
124 gelagert Justierschraube
136 in seinem Winkel relativ zum Koppelschieber
124 zu Justierzwecken verschwenkt werden kann. Der genau Aufbau, die Funktion und die funktionale Wechselwirkung der Verstellmechanik in dem Überstromrelais sowie deren Zusammenspiel mit dem Schnappschaltwerk ist bereits genauer in der
DE 10 2009 048 245 A1 beschrieben. Diese Offenbarung soll daher bezüglich der Verstellmechanik
7, deren Aufbau, Funktion, vorteilhafter Wirkung und Wechselwirkung mit anderen Teilen des Überstromrelais, in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung mit einbezogen sein.
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In der 5 ist in einer Explosionszeichnung der Aufbau des Montageträgers 3 des Überstromrelais gezeigt. Der Montageträger 3 umfasst einen Tragkörper 138, in den die vormontierte Verstellmechanik 7 eingesetzt wird. Weiter wird an dem Tragkörper 138 das Schnappschaltwerk aufgebaut, umfassend eine Kontaktträgerwippe 139, an deren einem Arm 140 in einer kalottenartigen Halterung 141 die Hilfskontaktbrücke 142 gelagert ist. Eine zylinderförmige Zugfeder 143 wird nahe des mittleren Lagerfortsatzes 145 der Kontaktträgerwippe 139 angelenkt und sorgt in Verbindung mit einem S-förmig gebogenen Federhaken 144 für die Kontaktkraft. Ein Federdraht 149, der in die Kontaktträgerwippe 139 eingelegt wird, dient zur Sicherung der gemeinsamen Lage des Kontaktträgers und der Zugfeder.
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In einer Aufnahmetasche
146 des Tragkörpers
138 ist ein Einstellknopf
147 mit einem Exzenterfortsatz
148 gehalten, mit dem eine Strombereichseinstellung vorgenommen werden kann. Der funktionale Aufbau und die funktionale Wechselwirkung der Teile des Montageträgers untereinander sowie mit der Verstellmechanik
7 und weiteren Baugruppen und Komponenten des Überstromrelais ist bereits in der
DE 10 2009 043 105 A1 und der bereits erwähnten
DE 10 2009 048 245 A1 beschrieben. Diese Offenbarungen soll daher bezüglich des Schnappschaltwerks, des Montageträgers
3, insbesondere deren Aufbau, Funktion, vorteilhafter Wirkung und Wechselwirkung mit anderen Teilen des Überstromrelais, in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung mit einbezogen werden.
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Die 7 zeigt eine Variante eines erfindungsgemäßen thermischen Überstromrelais, in dem zusätzlich ein Zusatzkompensationsbimetall 150 und eine Rückstellfeder 151 eingebaut sind. Der Einbau des Zusatzkompensationsbimetalls 150 kann auch ohne die Rückstellfeder 151 erfolgen.
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In Teilfigur 7a ist eine Schrägansicht auf das thermische Überstromrelais gezeigt, wobei die Frontabdeckung 4 entfernt ist. Man sieht das Zusatzkompensationsbimetall 150 in seiner funktionalen Lage, zwischen dem Übertragungsschieber 65 und dem Betätigungshebel 135. Das Zusatzkompensationsthermobimetall 150 ist bogenförmig ausgebildet. Es ist aus einem Stück Thermobimetall-Bandmaterial bogenförmig geformt. Mit einem ersten freien Ende 152 wirkt es auf den Übertragungsschieber 65, und mit seinem zweiten freien Ende 153 wirkt es auf den Betätigungshebel 135. Es wirkt zur Unterstützung der Wirkung des Kompensationsbimetalls 8 zur Temperaturkompensation. Aufgrund der bogenförmigen Ausgestaltung liegen die beiden freien Enden 152, 153 räumlich nebeneinander, sie sind durch ein Bogenstück miteinander verbunden. Damit ist eine raumsparende Anordnung und eine einfache Lagerung ermöglicht.
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Strukturell ist das Zusatzkompensationsbimetall in der Kuppelleiterabdeckung 5 gelagert, wie in den Teilfiguren 7b und 7c gezeigt ist. Teilfigur 7b zeigt die Ansicht auf die Außenseite der Kuppelleiterabdeckung 5, Teilfigur 7c zeigt die Ansicht auf die Innenseite der Kuppelleiterabdeckung 5. Das bogenförmige Zusatzkompensationsbimetall 150 ist an einem Zapfen, der in den freien Raum im Inneren des Bogens hineinragt, gelagert.
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Zur Verbesserung der automatischer Rücksetzung des Zusatzkompensationsbimetalls 150 ist in die Kuppelleiterabdeckung 5 ein Rückstellelement in Gestalt einer Kegelfeder 151 eingesetzt. Die Kegelfeder 151 wird an ihrem Ende mit dem großen Radius in der Kuppelleiterabdeckung 5 fixiert. Mit dem Ende mit dem kleinen Radius wirkt sie auf das Zusatzkompensationsbimetall 5 zur Unterstützung des Rücksetzens. Die 8 zeigt eine Ansicht des in den 1 bis 7 beschriebenen erfindungsgemäßen elektrischen Überlastrelais auf die Seite der Kuppelleiterabdeckung 5, bei entfernter Kuppelleiterabdeckung 5 und entfernter Frontabdeckung 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Unterteil
- 2
- Oberteil
- 3
- Montageträger, montiert
- 4
- Frontabdeckung
- 5
- Kuppelleiterabdeckung
- 6
- Hauptbimetall
- 6a
- Betätigungszapfen
- 7
- Verstellmechanik
- 8
- Kompensationsbimetall
- 9
- Verschluss
- 10
- Kuppelleiter
- 10'
- Kuppelleiter
- 10''
- Kuppelleiter
- 11
- Befestigungsschraube Oberteil
- 12, 12'
- Hauptanschlussklemme
- 12''
- Hauptanschlussklemme
- 13
- Klemmenabdeckung
- 14, 14'
- Hilfskontaktanschlussklemme
- 14''
- Hilfskontaktanschlussklemme
- 14'''
- Hilfskontaktanschlussklemme
- 15, 15'
- Zugangsöffnung
- 15''
- Zugangsöffnung
- 15'''
- Zugangsöffnung
- 16, 16'
- Klemmschraube
- 16''
- Klemmschraube
- 16'''
- Klemmschraube
- 17, 17'
- Befestigungsschraube thermische Auslöser
- 17''
- Befestigungsschraube thermische Auslöser
- 17'''
- Befestigungsschraube thermische Auslöser
- 17''''
- Befestigungsschraube thermische Auslöser
- 17'''''
- Befestigungsschraube thermische Auslöser
- 41
- Frontseite
- 42
- Öffnung für Kabeldurchführung
- 43
- Hinterseite
- 44, 44'
- Isolierrippen
- 44''
- Isolierrippen
- 45
- Plombieröse
- 46
- Öffnung für Stoptaste
- 47
- Öffnung für Zeiger und Testeinstich
- 48
- Öffnung Einstellknopf
- 49
- Öffnung für Stopp-Taste 50
- 50
- Reset-Taste
- 51
- Plombierabdeckung
- 52
- Längssteg
- 53
- Quersteg
- 54
- Tasche
- 55
- Schild
- 56
- Öffnung für Plombieröse
- 57
- Anschlagstift
- 58
- Steg als Zeiger
- 59
- Feststellstift
- 60
- Sperrstift
- 61
- Isolierhülse
- 61'
- Isolierhülse
- 61''
- Isolierhülse
- 62
- Rasthacken
- 63
- Obere Übertragungsleiste
- 64
- Untere Übertragungsleiste
- 65
- Übertragungsschieber
- 65'
- Übertragungshebel
- 66
- Schale des Unterteils
- 70
- Thermischer Auslöser
- 71
- Befestigungswinkel
- 71a
- langer Schenkel
- 71b
- Gewindeöffnung
- 71c
- Öffnung für Positioniernocken
- 71d
- Ansatzblech
- 71e
- kurzer Schenkel
- 71f
- Schweißfläche
- 72
- Isolierpapier
- 72'
- Isolierpapier
- 72''
- Isolierpapier
- 72'''
- Isolierpapier
- 73
- Heizband
- 73a
- Heizerpaket
- 74
- erste endständige Fläche
- 75
- zweite endständige Fläche
- 76, 76'
- Isolierstreifen
- 76''
- Isolierstreifen
- 77, 77'
- Klammer
- 77''
- Klammer
- 79
- Führungsnut
- 80
- Grundkörper Oberteil
- 81, 81'
- Rasthaken (Führungsnasen)
- 81''
- Rasthaken (Führungsnasen)
- 81''
- Rasthaken (Führungsnasen)
- 82
- Eingriffstasche (hier keine Funktion)
- 83
- Schieber
- 84
- Stopp-Taste
- 85
- Schenkelfeder
- 86
- Koppelfeder
- 87
- Hilfskontaktbrücke
- 88
- Rückstellfeder
- 89
- Justierschraube
- 90
- Kontaktkamm
- 91, 91'
- Kontaktschraube
- 91''
- Kontaktschraube
- 91'''
- Kontaktschraube
- 92
- rechteckiger Längsschenkel
- 93
- Querarm
- 94
- Stützschenkel
- 95
- Haltepin
- 96
- Führungsnut
- 97
- Führungspin
- 98
- Rastnase
- 99
- Viereckpin
- 100
- Anschlagspin
- 101
- Führungsstift
- 102
- Hacken
- 103
- Anschlag
- 104
- Führungsleiste
- 105
- kurzer Schenkel der Schenkelfeder
- 106
- Stützfläche
- 107
- langer Schenkel der Schenkelfeder
- 108
- Stützpunkt für den Schieber
- 109
- Stützpunkt für den Kontaktträger
- 110
- Lagerschiene
- 111
- Lagerschiene
- 112
- Entspannungsschräge
- 113
- Stift zur Anlenkung der Schenkelfeder
- 114
- Tastenkörper (Stopp-Taste)
- 115
- Federarm
- 116
- Befestigungsquader
- 117
- Rasthacken
- 118
- Haltetasche
- 119
- Führungsarm
- 120
- Führungsnut
- 121
- Betätigungsarm
- 122
- Lagerfläche
- 123
- Anschlagsleiste
- 124
- Koppelschieber
- 125
- erster, kurzer Stützarm der Koppelfeder
- 126
- zweiter, langer Stützarm der Koppelfeder
- 127
- Grundkörper
- 128
- Kontaktzunge
- 128'
- Kontaktzunge
- 128''
- Kontaktzunge
- 128''
- Kontaktzunge
- 129
- Aufnahmetasche
- 130
- Sitzfläche
- 130'
- Sitzfläche
- 130''
- Sitzfläche
- 130'''
- Sitzfläche
- 131
- Sicherungspin
- 131'
- Sicherungspin
- 131''
- Sicherungspin
- 131'''
- Sicherungspin
- 132
- Gewindeloch
- 132'
- Gewindeloch
- 132''
- Gewindeloch
- 132'''
- Gewindeloch
- 133
- Profilierter Steg
- 134
- Aufnahmetasche
- 135
- Betätigungshebel
- 136
- Justierschraube
- 137
- Führungsarm
- 138
- Tragkörper
- 139
- Kontaktträgerwippe
- 140
- Arm an der Kontaktträgerbrücke
- 141
- kalottenartige Halterungen
- 142
- Hilfskontaktbrücke
- 143
- Zugfeder
- 144
- Federhacken
- 145
- Lagerfortsatz
- 146
- Aufnahmetasche
- 147
- Einstellknopf
- 148
- Exzenterfortsatz
- 149
- Federdraht
- 150
- Zusatzkompensationsbimetall
- 151
- Kegelfeder
- 152
- erster freier Arm
- 153
- zweiter freier Arm
- 206
- auslöserseitige Koppelstelle des Betätigungshebels
- 207
- betätigungsseitige Koppelstelle des Übertragungsschiebers, Zapfen
- 211
- Rücksetzunterstützungselement
- 213
- Schwenkachse
- 214
- Betätigungsende
- 215
- Wirkverbindungslinie
- 216
- Bogen
- 217
- Haltezapfen
- 218
- Wirkverbindungslinie
- 220
- L-förmiger Vorsprung
- 221
- L-förmiger Vorsprung
- 222
- L-förmiger Vorsprung
- 223
- Durchgangsöffnung
- 224
- nächstgelegenes stromführendes Teil
- 225
- Luft- und Kriechstrecke
- 226
- Luft- und Kriechstrecke
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010009421 U1 [0002, 0005]
- DE 102008062527 A1 [0005, 0047]
- DE 102008062250 A1 [0036]
- DE 102009048245 A1 [0066, 0068]
- DE 102009043105 A1 [0068]
