-
Die
Erfindung betrifft eine elektrische Auslöseeinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
-
Eine
derartige Auslöseeinrichtung
wird bei einem elektrischen Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter
oder Leistungsschalter eingesetzt und dient dazu, den Schalter bei
Auftreten eines Überstromes
oder eines Kurzschlussstromes abzuschalten.
-
Die 1 zeigt schematisch einen
Leitungsschutzschalter 10, in dessen Gehäuse 11 Anschlussklemmen 12 und 13 untergebracht
sind, die zum Anschluss einer Zuführungs- und Abführungsleitung dienen. Innerhalb
des Gehäuses 11 befindet
sich weiterhin ein hier lediglich schematisch dargestelltes Schaltschloss 14,
mit ein ein Schaltgetriebe mit einer Verklinkungsstelle, die mit
einem schwenkbaren Kontakthebel 15 gekoppelt ist, an dessen
freiem Ende sich ein bewegliches Kontaktstück 16 befindet. Dem
Schaltwerk 14 zugeordnet ist ein elektromagnetischer Auslöser 17,
der – was
hier nicht dargestellt ist – einen
Magnetkern, einen Magnetanker, eine Spule und ein Joch aufweist;
vom Anker 17 sind ein Schlagstift 18 auf der dem
Kontaktstück 16 zugewandten Seite
und auf der entgegengesetzten Seite ein Endteil 19 zu sehen;
der Schlagstift 18 schlägt
bei einem Kurzschlussstrom in Pfeilrichtung P gegen den Kontakthebel 15,
so dass sich dieser im Uhrzeigersinn verschwenkt, wodurch die Kontaktstelle
rasch geöffnet
wird; das Endteil 19 wirkt über einen hier nicht näher dargestellten Übertragungsmechanismus,
der hier strichliert dargestellt und mit der Bezugsziffer 19 versehen
ist, auf die Verklinkungsstelle im Schaltschloss 14 ein,
so dass über
die Verklinkungsstelle und das Schaltschloss 14 der Schwenkhebel
oder Kontakthebel 15 bleibend in Ausschaltstellung festgehalten
wird.
-
Zum
Abschalten eines Überstromes
ist innerhalb des Schaltgerätes 10 ein
thermischer Auslöser
in Form eines Thermobimetalls 21 angeordnet, welches bei
Auftreten eines Überstromes
sich ausbiegt und entsprechend der strichlierten Wirklinie 22 ebenfalls
auf das Schaltschloss 14 und dessen Verklinkungsstelle
einwirkt, so dass hierüber
der Kontakthebel 15 bleibend in Öffnungsstellung verbracht wird.
-
Jedes
Schaltgerät
besitzt darüber
hinaus noch einen Schaltknebel 23, der aus der vorderen Frontseite
herausragt und mit dem der Schalter manuell geöffnet oder geschlossen werden
kann. Das bewegliche Kontaktstück 16 wirkt
mit einem feststehenden Kontaktstück 24 zusammen. Bei Öffnen des Schalters
entsteht zwischen dem beweglichen Kontaktstück 16 und dem feststehenden
Kontaktstück 24 ein
Lichtbogen, der über
Lichtbogenleitschienen 25 und 26 einer Lichtbogenlöschkammer 27 zugeführt wird.
-
Ein
Schaltgerät,
bei dem diese Ausgestaltung verwirklicht ist, ist z. B. durch den
Schalter S2 der Firma ABB Stotz-Kontakt GmbH, Heidelberg, bekannt
geworden.
-
Bei
diesem Schaltgerät
sind der elektromagnetische Auslöser
und der thermische Auslöser
unterschiedliche Bauteile.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine elektrische Auslöseeinrichtung zu schaffen,
die gegenüber der
bekannten Auslöseeinrichtung
vereinfacht aufgebaut und vereinfacht montierbar ist.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale des Anspruches 1.
-
Erfindungsgemäß ist der
streckenförmige thermische
Auslöser
innerhalb der Spule angeordnet.
-
Dies
hat einerseits den Vorteil, dass außerhalb des elektromagnetischen
Auslösers
kein größerer Platzbedarf
mehr erforderlich ist, weil der sowieso schon vorhandene Raum innerhalb
der Spule ausgenutzt wird. Andererseits wird der thermische Auslöser von
der Wärme
der Spule beheizt, was den Vorteil hat, dass eine Überbelastung
des thermischen Auslösers
vermieden wird. Damit kann auch ein und derselbe thermische Auslöser für alle Varianten
eines Schaltgerätes,
z. B. B-Charakteristik, verwendet werden.
-
Der
Thermische Auslöser
kann als Thermobimetallstreifen, als Streifen aus einer Formgedächtnislegierung
oder als Schnappelement (streifenartige Schnappscheibe) ausgebildet
sein. Wenn im folgenden von „Thermobimetall" die Rede ist, sind
alle anderen Ausführungsformen
umfasst.
-
Bei
den bekannten Leitungsschutzschaltern ist das Thermobimetall meist
stromdurchflossen, so dass am freien Ende des Thermobimetalls eine
Litze als Anschluss erforderlich ist. Diese Litze kann die Ausbiegung
des Thermobimetalls behindern; dadurch dass das Thermobimetall innerhalb
der Spule angeordnet ist, kann eine solche Litze wegfallen.
-
Dabei bestehen zwei Möglichkeiten:
-
Bei
der einen Ausführungsform
können
der Anker und der Kern U-förmig
ausgebildet sein, wobei die freien Schenkel aufeinander zuweisen
und die Spule zwischen sich nehmen; das Thermobimetall durchgreift
dann den Boden bzw. Steg des Ankers. Anstatt einer U-Form können Anker
und Kern auch eine zylindrische Form aufweisen.
-
Die
andere Ausgestaltung kann darin bestehen, dass der Kern eine U-Form
aufweist und der Anker als Klappanker ausgebildet ist, wobei dieser
an einem Schenkel der U-Form
drehbar gelagert ist und den anderen Schenkel überdeckt.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und weitere Verbesserungen
sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
-
Anhand
der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und
beschrieben werden.
-
Es
zeigen:
-
1 einen Einblick in ein
bekanntes Schaltgerät,
welches eingangs beschrieben wurde,
-
2 + 3 zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung.
-
Es
sei nun Bezug genommen auf die 2.
-
Die
dort beschriebene und dargestellte Auslöseeinrichtung 30 besitzt
einen U-förmigen,
feststehenden Magnetkern 31, an dessen Steg 32 zwei Schenkel 33 und 34 angeformt
sind. Innerhalb der beiden Schenkel 33 und 34 und
innerhalb des Steges 32, bezogen auf die Schenkel 33 und 34,
befindet sich eine Spule 35, die beispielsweise eine rechteckförmig gewickelte
Spule sein kann.
-
In
Abstand zu dem Magnetkern 32 befindet sich ein ebenfalls
U-förmiger
beweglicher Magnetanker 36, dessen Schenkel 37 und 38 zu
den Schenkeln 33 und 34 hinweisen mit diesen fluchten
(was nicht zwingend erforderlich ist), und einen bestimmten Abstand
D zu diesen einhalten. Der Anker 36 steht unter der Zugkraft
einer Fesselfeder 39, die einerseits an mit einem freien
Ende einer Öse 40 am Steg 41 des
Ankers und andererseits mit dem anderen freien Ende an einem ortsfesten
Einhängepunkt 42 festgemacht
ist.
-
An
der Innenseite des Steges 31 ist ein thermischer Auslöser in Form
eines Thermobimetalls 43 befestigt, der innerhalb der Spule 35 verläuft und durch
eine Schlitzöffnung 44
im Steg 41 des Ankers 36 hindurchgreift, so dass
das Thermobimetall beim Ausbiegen entgegen dem Uhrzeigersinn, in
Pfeilrichtung P1, frei durch den Steg 41 des Ankers bewegbar ist.
-
Beim
Ausbiegen gemäß Pfeilrichtung
P1 verschwenkt das Thermobimetall 43 einen Auslösehebel 45,
der auf das Schaltschloss 14 gemäß der Wirklinie 22 zum
Entklinken der dort befindlichen Verklinkungsstelle einwirkt.
-
An
der Außenfläche des
Steges 41 des Ankers 36 befindet sich ein Zapfen 46 mit
einem an dessen Ende befindlichen Kopf 47, der durch einen
Arm 48 eines Doppelarmhebels 49 hindurchgreift,
welcher Doppelarmhebel an einem Lagerpunkt 50 drehbar gelagert
ist, so dass bei einer Bewegung des Ankers in Pfeilrichtung P2 der
Doppelarmhebel 49 um den Lagerpunkt 50 aufgrund
des Kopfes 47 verschwenkt wird, so dass der andere Arm 51 über die Wirklinie 20 auf
das Schaltschloss 14 einwirkt.
-
An
der Außenseite
des Steges 32 ist ein Jochelement 52 befestigt,
welches sich über
den Steg 34 hinaus fortsetzt, dort eine U-Form 53 bildet,
welche U-Form in ein Lichtbogenleitblech 54 übergeht, welches
dem Lichtbogenleitblech 25 der 1 entspricht.
-
Mit
dem Schenkel 38 des Ankers fluchtet ein Schlagstößel 55,
der parallel zum Thermobimetall 43 und zur Mittelachse
des Magnetauslösers 30 verläuft und
aus dem Joch 52 mit einem Kopf 56 herausragt; wenn
der Anker aufgrund eines Kurzschlussstromes in Pfeilrichtung P2
verschoben wird, dann wird der Stößel 55 nach Überwindung
einer Toleranzstrecke t vom Magnetanker ebenfalls in Pfeilrichtung
P2 verschoben, so dass über
den Stößel 18 der
Kontakthebel 15, der in der Ausführung nach 2 nicht gezeigt ist, geöffnet wird.
In diesem Falle wird gleichzeitig über den Doppelarmhebel 59 die
Verklinkungsstelle entklinkt und damit der Kontakthebel 15 bleibend
in die geöffnete
Stellung verbracht bzw. in dieser festgehalten.
-
Bei
der Ausführung
gemäß 2 wird das Thermobimetall
durch die Spule beheizt, so dass das Thermobimetall auch nicht überlastet
wird. Eine Justierung des thermischen Auslösers ist bei dieser Ausführung gemäß 2 nicht nötig, aber
möglich,
was hier nicht näher
dargestellt ist.
-
Die
Fesselfeder befindet sich dabei außerhalb des Auslösers 30,
so dass sie auch leicht zugänglich
ist.
-
Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform
eines Auslösers,
der hier die Bezugsziffer 60 erhalten hat. Dieser Auslöser besitzt
einen feststehenden, U-förmigen
Magnetkern 61 mit einem Steg 62 und zwei Schenkeln 63 und 64,
welche beiden Schenkel eine Spule 65 zwischen sich nehmen,
wobei die Mittelachse der Spule parallel zu Schenkeln 63 und 64 verläuft.
-
Innerhalb
der Spule 65 ist ein Thermobimetall 66 angeordnet,
welches einenendes an der Innenfläche des Steges 62 befestigt
ist (die Art der Befestigung ist hier nicht von Bedeutung; es kann
eine Schweißverbindung
sein), wogegen das freie Ende des Thermobimetalls 66 das
freie Ende der Schenkel 63 und 64 deutlich überragt.
-
Der
Schenkel 63 ist gegenüber
dem Schenkel 64 verlängert
ausgebildet und in dem Bereich, der über den Schenkel 64 hinausragt,
ist über
eine Lagerstelle 67 ein Klappanker 68 angelenkt,
der mit einem Abschnitt 69 den Schenkel 64 überdeckt,
wogegen ein etwa in Verlängerung
des Armes 68 verlaufender Ankerabschnitt 70 den
Schenkel 63 etwa senkrecht dazu überragt.
-
Am
Anker ist eine Fesselfeder 71 angeschlossen, die den Anker
entgegen dem Uhrzeigersinn von dem Stirnende 72 des Schenkels 64 abzuziehen
sucht.
-
Im
Falle eines Kurzschlussstromes wird der Abschnitt 69 angezogen,
so dass sich das freie Ende des Abschnittes 69 gegen die
Stirnfläche 72 anlegt. Während dieser
Bewegung, die hier im Uhrzeigersinn erfolgt, wird über die
Wirklinie 20 die Verklinkungsstelle des Schaltschlosses 14 entklinkt.
Innerhalb des Kerns 61, parallel zum Schenkel 64 und
in dessen unmittelbarer Nähe,
ist ein Schlagstift 73 geführt, der einerseits über die
Stirnfläche 72 hinausragt
und andererseits mit einem Kopf 74 aus dem Steg 62 herausragt.
Wenn sich der Klappanker 68 im Uhrzeigersinn verschwenkt, weil ein
Kurzschlussstrom aufgetreten ist, dann wird über das frei Ende 69 auch
der Schlagstift in Pfeilrichtung P2 ebenso wie der Schlagstift 55 bzw.
der Kopf 18 verschoben, so dass der Kopf 74 gegen
den Kontakthebel 15 anschlägt und den Kontakthebel in
Ausschaltstellung bringt. Über
die Wirklinie 20 wird dann auch die Verklinkungsstelle
entklinkt und der Kontakthebel 15 in dauerhafte Ausschaltstellung
gebracht.
-
Das
Thermobimetall 66 biegt sich entgegen dem Uhrzeigersinn
gemäß Pfeilrichtung
P1 aus und wirkt auf einen Arm 75 eines Doppelarmhebels 76, der
mittig bei 77 gelagert ist; der andere Arm 78 wirkt dann über die
Wirklinie 22 ebenfalls auf die Verklinkungsstelle des Schaltschlosses 14.
-
Nachzutragen ist folgendes:
-
Am
Jochabschnitt 52 gemäß 2 ist die U-Form 53 angeschlossen
bzw. geht in diese über, wobei
der die Verlängerung 52 bildende
Schenkel das feststehende Kontaktstück 81, welches dem Kontaktstück 24 entspricht,
trägt.
Die U-Form ist dann ein Teil der Lichtbogenleitschiene, auf der
der eine Fußpunkt
des Lichtbogens entlang läuft.
-
Bei
der Ausführung
gemäß 3 ist am Kern 61,
den Schenkel 64 überragend,
eine U-Form 82 angeformt,
wobei die offene Seite der U-Form 82 ebenso wie die offenen
Seite der U-Form 53 hin zu dem Schenkel 64 bzw. 34 gerichtet
ist; auch bei der Ausführung
nach 3 dient die U-Form
der Führung
eines der Lichtbogenfußpunkte.
An der U-Form 82 kann
selbstverständlich
auch eine Lichtbogenleitschiene angebracht sein, die der Lichtbogenleitschiene 54 entspricht.
-
Die
Köpfe 56 und 74 entsprechen
dem Kopf 18 des Schaltgerätes gemäß 1; der Kontakthebel 15 ist in
den 2 und 3 nicht dargestellt.