DE1187720C2 - Elektromagnetische ausloesevorrichtung fuer selbstschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

H Olh-71/74

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Deutsche Kl.: 21c-68/01

Nummer: 1187 720

Aktenzeichen: P 11 87 720.6-32 (G 33273)

Anmeldetag: 6. Oktober 1961

Auslegetag: 25. Februar 1965

Ausgabetag: 4. Januar 1973

Patentschrift weicht von der Auslegeschrift ab

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Auslösevorrichtung für Selbstschalter mit einem Magnetkern, mit einem um eine Schwenkachse schwenkbaren, bei Überschreiten eines bestimmten eingestellten Auslösestromwertes vom Magnetkern anziehbaren Anker und mit einer mit Hilfe einer Welle drehbaren Kurvenscheibe, die mit einer Anlagefläche des Ankers zur Einstellung des Auslösestromes zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert zusammenwirkt.

Die Auslösevorrichtungen elektrischer Selbstschalter enthalten gewöhnlich Mittel, um den Auslösestrom auf einen vorgegebenen Wert einjustieren zu können. Man kann hierzu die Größe des Luftspaltes zwischen einem Magnetkern und einem beweglichen Anker und/oder die Kraft einer auf den Anker wirkenden Rückholfeder verstellbar ausbilden. Es ist auch bekannt, zur Grobeinstellung einen die Größe des Luftspaltes bestimmenden Anschlag zu verstellen und die Feineinstellung mittels der Federkraft vorzunehmen (deutsche Patentschrift 539 837, französische Patentschrift 800 736).

Es ist außerdem häufig erwünscht, daß der Auslösestrom innerhalb gewisser Grenzen vom Benutzer eingestellt werden kann. Bei einer bekannten Auslösevorrichtung können die Endpunkte des Justierbereiches, in dem der Auslösestrom vom Benutzer eingestellt werden kann, unabhängig voneinander einjustiert werden, so daß sowohl die Größe des Justierbereiches als auch seine Endpunkte innerhalb gewisser Grenzen frei wählbar sind. Bei dieser bekannten Auslösevorrichtung wird zuerst die Vorspannung der Feder eingestellt und dann die Drehung der mit dem Anker zusammenwirkenden Kurvenscheibe durch Anschläge begrenzt, die dem höchsten bzw. niedrigsten der vom Benutzer wählbaren Auslösestromwerte entsprechen. Diese Begrenzung des Kurveneinstellbereichs durch Anschläge bedeutet eine mal größere, mal kleinere Einengung des Winkelbereichs. Hierunter leidet die Feineinstellbarkeit, und es ist nicht möglich, eine vom Minimalwert bis zum Maximalwert durchlaufbare, dem gesamten Drehbereich der Kurvenscheibe entsprechende Skala beispielsweise durch Einprägen am Gehäuse fest vorzusehen, die unabhängig von der vom Kunden gewünschten und vor der Auslieferung durchgeführten Grenzwerteinstellung ist. Eine Veränderung der Federvorspannung indessen führt zu einer gleichzeitigen Änderung sowohl des Maximalwerts als auch des Minimalwerts und ist obendrein nur umständlich durchführbar (deutsche Auslegeschrift 1 067 514).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Elektromagnetische Auslösevorrichtung
für Selbstschalter

Patentiert für:

General Electric Company, Schenectady, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld und Dr. D. v. Pezold,

Patentanwälte, 8000 München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Keith William Klein, Simsbury, Conn.;

David Barton Powell, Bristol, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 12. Oktober 1960 (62 184)

einem fertigmontierten und plombierten Selbstschalter nachträglich noch den Auslösestrom im Bereich eines bestimmten Minimalwerts unabhängig vom eingestellten Maximalwert zu verändern.

Diese Aufgabe wird bei einer elektromagnetischen Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen der Kurvenscheibe und der Schwenkachse des Ankers durch Verschieben der Welle in ihrer Achsrichtung durch eine Justiermutter einstellbar ist.

Hierdurch ist es möglich, den Minimalwert und den Maximalwert unabhängig voneinander so einzustellen, daß zwischen diesen beiden Werten der gesamte Verdrehungsbereich der Kurvenscheibe liegt. Die axiale Einstellung der Kurvenscheibe mit Hilfe der Justiermutter ist überaus einfach durchführbar. Vorzugsweise verläuft die Anlagefläche des Ankers bei der dem Maximalwert des Auslösestromes entsprechenden Stellung der Kurvenscheibe parallel zur Achsrichtung der Welle der Kurvenscheibe. Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß der vorher eingestellte Maximalwert durch die axiale Verstellung der Kurvenscheibe keine Änderung erfahren kann und die Werte bequem nacheinander einzujustieren sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Selbstschalters mit der Auslösevorrichtung, mit teilweise weggebrochenem Außengehäuse,

209 681/474

F i g. 2 eine Teilansicht des in F i g. 1 dargestellten Selbstschalters in Draufsicht,

, F i g. 3 eine perspektivische Ansicht der besonders gekapselten Auslösevorrichtung des in Fig. 1 dargestellten Selbstschalters,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Ebene 4-4 in Fig. 3,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines Teiles der Einstellvorrichtung der Auslösevorrichtung nach Fig. 3 und

F i g. 6 eine Draufsicht eines Teiles der Einstellvorrichtung der Auslösevorrichtung nach Fi g. 3.

Die Erfindung ist in den Figuren an Hand eines mehrpoligen Selbstschalters dargestellt. Dieser besitzt ein aus Isolierstoff bestehendes Hauptgehäuse mit einem Bodenteil 10 und einem Deckel 11. Das Bodenteil 10 enthält drei ncbeneinanderliegcnde längliche Polkammern, deren eines Ende jeweils zwei trennbare Kontaktstücke enthält. Ferner ist ein Betätigungsmechanismus vorhanden, der die Kontaktstücke gleichzeitig zu öffnen und zu schließen gestattet. Die erwähnten Einzelheiten sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Betätigungsmechanismus kann an sich beliebig ausgebildet sein; im Ausführungsbeispiel enthält er einen von Hand betätigbaren Hebel 12. Der Schalter besitzt ferner einen lösbaren Auslösehebcl 8, der normalerweise verklinkt ist, jedoch zur automatischen öffnung der Kontaktstücke freigegeben wird.

Die Auslösevorrichtung ist in einer Auslöseeinheit 13 untergebracht. Diese besitzt ein etwa rechteckiges Isoliergehäuse 14, das für jede Polkammer mit einem ankommenden Leiter 15 und einem abgehenden Leiter 16, die durch ein U-förmiges Zwischenstück 17 verbunden sind, versehen ist. Die Leiter 15, 16 und das Zwischenstück 17 sind starr und in geeigneter Weise miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißen oder Hartlöten. Die Auslöseeinheit 13 ist als Ganzes im Bodenteil 10 befestigt.

Die Auslöseeinheit 13 enthält ferner eine Auslösestange 19 aus einem isolierenden Werkstoff, die durch einen Haltebügel 19« schwenkbar, auf einer festen Schwenkachse 20 gelagert ist. Der Haltebügel 19a ist mit einer Aussparung oder öffnung versehen, die eine Klinkenfläche 21 bildet, welche das Ende des lösbaren Auslösehebels 8 ausklinkbar hält. Die Auslösestange 19 verläuft quer über alle drei Polkammern und kann durch die stromempfindliche Vorrichtung jeder einzelnen Polkammer in einer noch zu beschreibenden Weise betätigt werden. Die Auslösestange 19 und der Haltebügel 19 a werden durch eine Feder 19 b in die verriegelte Stellung gedrückt.

Jede einzelne Polkammer enthält Überstromauslöser zur Betätigung der Auslösestange 19. Der Überstromauslöser enthält einen feststehenden Magnetkern 22, der einen Schenkel des U-förmigen Zwischenstücks 17 umfaßt und durch eine Schraube 18 gehalten wird.

Der Magnetkern 22 ist annähernd U-förmig und bildet an seinen Schenkeln Pole 23. Den einzelnen Magnetkernen 22 ist eine Ankeranordnung zugeordnet, die aus einem Anker 24, einem verlängerten Ankerhebel mit einer Anlagefläche 25 und aus einem Teil 26 zur Betätigung der Auslösestange 19 besteht. Der Hauptpteil des Körpers der Ankeranordnung ist U-förmig, so daß der Ankerhebel mit der Anlagefläche 25 das Querstück der Anordnung bildet und die Anker 24 Verlängerungen des Querteils darstellen.

Das Teil 26 zur Betätigung der Auslösestange 19 bildet ein Teil einer der gegenüberliegenden Seiten der Ankeranordnung.

Im Betrieb entsteht bei übermäßig hohen Strömen in den Leitern 15, 16 und im Zwischenstück 17 ein Magnetfeld an den Polen 23 der Magnetkerne 22. Durch dieses Feld wird der Anker 24 angezogen und um seine Schwenkachse 20 von seiner Ruhelage in die Arbeitslage geschwenkt; das Teil 26 greift dabei

ίο an der Auslösestange 19 an, dreht sie in Uhrzeigerrichtung, so daß der Auslösehebel 8 freigegeben wird. Die Ankeranordnung wird in die nicht angezogene Stellung durch eine Feder 27 gezogen, die mit ihrem einen Ende am Anker und mit dem anderen Ende an einem einstellbaren Hebel 28 befestigt ist. Der Hebel 28 besteht aus einem dünnen, flachen Metallstreifen. Er verläuft durch eine Öffnung 29 im Gehäuse der Auslöseeinheit 13 und wird durch eine Schraube 30 gehalten, die in das Isoliergehäuse eingeschraubt ist. Die Ränder der Öffnung 29 bilden messerartige Lager für den Hebel 28, so daß dieser durch Verstellen der Schraube 30 um die Messerkante geschwenkt und die Vorspannung der Feder 27 eingestellt werden kann, was eine entsprechende Änderung der Ansprechempfindlichkeit der Auslösevorrichtung zur Folge hat.

Die Ansprechempfindlichkeit der stromabhängigen Auslösevorrichtung kann gemäß der Erfindung auch durch Veränderung der Lage des Ankers 24 verändert werden. Zu diesem Zweck dient eine etwa scheibenförmige Kurvenscheibe 32, die auf einer Welle 33 befestigt ist, auf deren eines Ende eine aus Isolierstoff bestehende Justiermutter 34 aufgeschraubt ist, die von außerhalb des Hauptgehäuses des Selbstschalters zugänglich ist. Das innere Ende der Welle 33 ist in einer Lageröffnung 35 im Gehäuse der Auslöseeinheit gelagert. Die aus Welle 33, Kurvenscheibe

32 und Justiermutter 34 bestehende Anordnung kann normalerweise als Ganzes gedreht werden. Die Kurvenscheibe 32 wirkt dabei auf die Anlagefläche 25 der Ankeranordnung. Die Ruhelage, d. h. die nicht angezogene Lage des Ankers 24, kann dadurch zwischen einem maximalen und einem minimalen Luftspaltabstand verstellt werden. Wenn also die Kurvenscheibe 32 in eine Stellung gedreht wird, bei der sich die Anlagefläche 25 der Ankeranordnung der Welle

33 nähert, so entfernt sich der Anker 24 weiter vom Magnetkern 22. Wird in entsprechender Weise die Welle 33 in eine Stellung gedreht, in der die Anlagefläche 25 weiter von der Welle 33 entfernt wird, so wird der Anker 24 näher an den Magnetkern 22 gebracht. Auf diese Weise kann man den Anker 24 in einem bestimmten Bereich durch Drehen der Justiermutter 34 einstellen, ohne daß jedoch eine Überschreitung dieses Bereichs möglich ist.

Die Kurvenscheibe 32 ist fest auf der Welle 33 angebracht, und die Welle 33 ist in die Justiermutter

34 eingeschraubt. Die axiale Lage der Kurvenscheibe 32 bezüglich der Justiermutter 34 und damit ihr Abstand von der Schwenkachse 20 der Ankeranordnung kann dadurch geändert werden, daß man einen Schraubenzieher in einen Schlitz 36 der Welle 33 einsetzt und die Welle 33 mit der darauf befindlichen Kurvenscheibe 32 an einer Drehung verhindert, während man gleichzeitig die Justier mutter 34 verdreht, so daß sich die Welle 33 axial in der Justiermutter 34 verschraubt. Zu diesem Zweck ist die Justiermutter 34 mit Nuten 37 versehen, die das Drehen erleichtern.

Die Kurvenscheibe 32 wird dadurch in Richtung der Achse der Welle 33 auf die Schwenkachse 20 zu oder von dieser weg verstellt. Dadurch kann man erreichen, daß die Kurvenscheibe 32 die Anlagefläche 25 an Punkten verschiedenen Abstandes von der Lagerachse 20 berührt, wodurch die mechanische Wirkung der Kurvenscheibe auf die Ankeranordnung verändert werden kann. Der Schlitz 36 ist vorzugsweise, wie dargestellt, unsymmetrisch ausgebildet und besitzt eine bestimmte Lage zur Kurvenscheibe, so daß an ihm die Stellung der Kurvenscheibe ersichtlich ist.

Bei einer bestimmten Einstellung der Kurvenscheibe (bei dem dargestellten Beispiel in der Stellung maximalen Luftspaltes) verläuft die Anlagefläche 25 parallel zur Welle 33. Die axiale Verschiebung der Kurvenscheibe hat also bei dieser Einstellung der Kurvenscheibe keinen Einfluß auf die Lage der Anlagefläche, d. h. der Ankeranordnung. Die durch die Kurvenscheibe einstellbare untere Grenze des Luftspaltabstandes kann unabhängig von dem Maximalwert einjustiert werden.

Die Eichung der Auslösevorrichtung erfolgt folgendermaßen: Die Kurvenscheibe 32 wird in die Stellung gedreht, die dem weitesten Luftspalt entspricht (»Maximalstellung«), und die Spannung der Feder 27 wird durch Verdrehen der Schraube 30 so eingestellt, daß der Anker bei einem gewünschten Stromwert anzieht (Maximalwert).

Die Kurvenscheibe 32 wird dann in die dem kleinsten Luftspalt entsprechende Stellung (»Minimalstellung«) verdreht, und der zu einer Auslösung nötige Stromwert wird bestimmt. Stellt sich heraus, daß dieser Stromwert zu hoch liegt, so bedeutet dies, daß der Luftspalt bei dieser Einstellung zu weit ist und verkleinert werden muß. Der Luftspalt wird dadurch verkleinert, daß ein Verdrehen der Kurvenscheibe durch Einsetzen eines Schraubenziehers in den Schlitz 36 des Außenendes der Welle 33 verhindert und die Justiermutter 34 in einer Richtung gedreht wird, daß sich die Welle und die Kurvenscheibe 32 in F i g. 4 axial nach unten bewegen, d. h. näher zur Schwenkachse 20 der Ankeranordnung. Hierdurch wird die Ankeranordnung in der Darstellung im Uhrzeigersinn etwas verdreht und der Luftspalt verkleinert. ,

Ist der zu einer Auslösung führende Stromwert bei der Minimalstellung zu niedrig, so werden Welle 33 und Kurvenscheibe 32 in der beschriebenen Weise am Verdrehen gehindert, und die Justiermutter 34 wird in einer solchen Richtung gedreht, daß sich die Kurvenscheibe und die Welle in Axialrichtung nach oben, d. h. von der Schwenkwelle 20 weg, bewegen. Dabei kann die Feder 27 die Ankeranordnung geringfügig entgegen der Uhrzeigerrichtung drehen, so daß der Abstand Anker—Magnetkern vergrößert wird.

Wie bereits erwähnt, verlaufen in der Maximalstellung der Kurvenscheibe die Anlagefläche 25 und die Welle 33 parallel zueinander. Als Folge davon beeinflußt eine axiale Verschiebung der Kurvenscheibe die Maximalstellung der Ankeranordnung nicht. Der Stromwert, der bei der Maximalstellung eine Betätigung der Einrichtung auslöst, wird also durch eine anschließende axiale Einjustierung der Kurvenscheibe zur Veränderung des Stromwertes, bei dem die Einrichtung in der Minimalstellung ausgelöst wird, nicht geändert.

Nachdem die oben beschriebene Eichung der Einrichtung in der Fabrik durchgeführt worden ist, wird auf die Justiermutter 34 eine Kappe 38 aufgesetzt, die mit einem vorspringenden Teil 39 in eine Vertiefung 40 der Justiermutter 34 eingreift. Die Kappe macht einen Zugang zum Schlitz 36 unmöglich und bildet gleichzeitig einen Anschlag 41, der mit einer Nase 42 (F i g. 2) zusammenwirkt, der sich vom Rand der öffnung 43 im Deckel 11 nach innen erstreckt und damit den Drehbereich des Knopfes auf etwas weniger als 350° begrenzt. Die Drehung erfolgt einfach mittels eines in einen Schlitz 44 eingreifenden Schraubenziehers.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Elektromagnetische Auslösevorrichtung für Selbstschalter mit einem Magnetkern, mit einem um eine Schwenkachse schwenkbaren, bei Überschreiten eines bestimmten eingestellten Auslösestromwertes vom Magnetkern anziehbaren Anker und mit einer mit Hilfe einer Welle drehbaren Kurvenscheibe, die mit einer Anlagefläche des Ankers zur Einstellung des Auslösestromes zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert zusammenwirkt, dadurch gekenn^- zeichnet, daß der Abstand zwischen der Kurvenscheibe (32) urtd der Schwenkachse (20) des Ankers (24) durch Verschieben der Welle (33) in ihrer Achsrichtung durch eine Justiermutter (34) einstellbar ist.

   2. Elektromagnetische Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (25) des Ankers (24) bei der dem Maximalwert des Auslösestromes entsprechenden Stellung der Kurvenscheibe (32) parallel zur Achsrichtung der Welle (33) der Kurvenscheibe (32) verläuft.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 827 821, 539 837,

   519 338; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 067 514;
   französische Patentschriften Nr. 818 628, 800 736,

   629.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 510/374 2. 65 © Bundesdruckerei Berlin