DE1291817B - Magnetische und thermische UEberstromausloesevorrichtung fuer einen mehrpoligen Selbstschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische und daß die beiden Lagerarme eine solche Länge und thermische Überstromauslösevorrichtung für aufweisen, daß der Klappanker um ein begrenztes einen mehrpoligen Selbstschalter mit einer allen Po- Stück entgegen der Federkraft von dem Kern weg len gemeinsamen Auslöseschiene, mit einem U-förmi- verschiebbar ist.

gen, einen Bimetallstreifen umfassenden Kern und 5 Durch die Aufteilung der Polflächen des U-förmieinem als Klappanker ausgebildeten Auslöseglied, gen Kernes und der Ausbildung von zwei den aufgedas auf von den Schenkeln des U-förmigen Kernes teilten Polflächen zugeordneten Abschnitten des abstehenden Lagerarmen schwenkbar angeordnet Klappankers wird eine große Ansprechempfindlichist, und bei welcher Auslösevorrichtung die Stirn- keit der Auslösevorrichtung auf Überströme erreicht, flächen der beiden Schenkel des U-förmigen Kernes io da ein bekannter magnetischer Rückschluß Anwendie Polflächen darstellen. dung findet und demzufolge nur eine schwache Rück-

Es ist bekannt, bei automatischen Schnellausschal- zugfeder für den Klappanker erforderlich ist. Die tern magnetische Rückschlüsse in den verschieden- erfindungsgemäße Ausbildung des U-förmigen Kersten Ausführungen vorzusehen, die den Anker im nes und des Klappankers hat weiter den Vorteil, daß Ruhezustand gegen eine Polfläche eines Magnetker- 15 der magnetische Rückschlußkreis zwischen den kurnes legen (deutsche Patentschrift 336 209). zen Abschnitten der Polflächen und dem zugeord-

Es ist ferner ein Selbstschalter mit einer magneti- neten kurzen Teil des Klappankers bei einem besehen und thermischen Überstromauslösevorrichtung stimmten Stromwert eine Sättigung erfährt. Steigt die bekannt, deren U-förmiger Kern einen Bimetallstrei- Stromstärke weiter an, so verbleibt die auf den Klappfen umfaßt, der den Kern trägt und mit einer elektri- ao anker ausgeübte Rückzugskraft auf einem maximalen sehen Zuleitung verbunden ist. Der U-förmige Kern Wert, und der lange Teil des Klappankers wird dieser bekannten Auslösevorrichtung weist ferner an schließlich bei einer vorbestimmten Stromstärke von seinem oberen Ende zwei Arme auf, auf denen der den langen Abschnitten der Polflächen schlagartig das Auslöseglied der Vorrichtung darstellende Klapp- angezogen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine anker verschwenkbar gelagert ist. Zwischen dem 25 sprungartige Ausschaltung des Selbstschalters durch unteren Ende des Klappankers und dem U-förmigen den Klappanker erreicht.

Kern ist ein die Temperatur kompensierendes Bi- Die Erfindung wird nachstehend an Hand der

metallglied zwischengeschaltet, und am oberen Ende Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erdes Klappankers greift eine Druckfeder an, die den läutert. Die Zeichnung zeigt eine perspektivische Klappanker auf seinen Lagerarmen hält und der 30 Ansicht der magnetischen und thermischen ÜberRückführung des Klappankers in seine Ruhelage Stromauslösevorrichtung.

dient. Da die Rückführung des Klappankers bei die- Jeder Pol des mehrpoligen Selbstschalters (nicht

ser bekannten Vorrichtung ausschließlich durch die gezeigt) weist eine magnetische und thermische ÜberKraft seiner Rückstellfeder bewirkt wird, die außer- Stromauslösevorrichtung auf, die identisch sind. Die dem noch die Vorspannkraft des zwischen Kern und 35 Überstromauslösevorrichtung enthält Teile, die auf Klappanker eingeschalteten Temperaturkompensier- verschiedene Überstromwerte ansprechen. Bei länger gliedes zu überwinden hat, ist die Rückstellfeder rela- andauernden Überlastungen ist es erwünscht, daß die tiv kräftig ausgelegt, wodurch die Ansprechempfind- Überstromauslösevorrichtung eine entgegengesetzte lichkeit der Vorrichtung auf Überströme beeinflußt Zeitcharakteristik aufweist, so daß die Ansprechzeit wird. Die Auslösung der Vorrichtung beim Auftreten 40 geringer wird, wenn der Überstrom ansteigt. Diese von Überströmen durch das Bimetallglied wird ferner Betriebsweise ergibt sich dadurch, daß die bekannten dadurch beeinträchtigt, daß das Bimetall praktisch charakteristischen Eigenschaften des Bimetallgliedes die gesamte aus Klappanker und Kern bestehende 24 ausgenutzt werden, durch das der Strom fließt, Auslösevorrichtung trägt und demzufolge eine relativ wenn der Selbstschalter geschlossen ist. Das Bimetallgroße Masse zu bewegen hat (britische Patentschrift 45 glied 24 wird auf Grund des Überstromes ausgelenkt 788 044). und wirkt auf eine Einstellschraube 84 ein, die von

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einer Auslöseschiene (nicht gezeigt) des Selbstschalmagnetische und thermische Überstromauslösevor- ters getragen wird. Bei einer entsprechend großen richtung für Selbstschalter zu schaffen, die eine hohe Auslenkung des Bimetallgliedes 24 bewegt dieses die Ansprechempfindlichkeit auf Überströme aufweist 50 Auslöseschiene, so daß der Selbstschalter geöffnet und das Bimetall der Auslösevorrichtung vor Über- wird.

beanspruchung oder einer bleibenden Verformung Um die gewünschte sofortige Auslösung des Selbstschützt, schalters beim Auftreten von hohen Überströmen zu

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer erzielen, ist eine Anordnung vorgesehen, die elektro-Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art da- 55 magnetisch auf den Stromfluß durch ein Bimetalldurch gelöst, daß die Polflächen der Schenkel des glied 24 anspricht. Nach der Zeichnung ist ein U-för-U-förmigen Kernes durch die Lagerarme in einen miger Kern 86 aus ferromagnetischem Material im langen und einen kurzen Abschnitt aufgeteilt sind, Abstand von dem Bimetallglied 24 angeordnet. Der daß der lange Abschnitt und der diesem zugeordnete Kern 86 ist an einem Ende zusammen mit dem Bi-Teil des Klappankers ein Mehrfaches des kurzen 60 metallglied 24 an einer stromleitenden Schiene 26 beAbschnittes und des diesem zugeordneten Teiles des festigt. Ein Steg 88 des Kernes 86 ist parallel zur Klappankers beträgt, daß zwischen den langen Ab- breiten Fläche des Bimetallgliedes 24 angeordnet, und schnitten der Polflächen und dem zugeordneten Teil zwei Schenkel 90 des Kernes 86 verlaufen senkrecht des Klappankers ein spitzwinkliger Luftspalt und hierzu. Die Breite der Schenkel 90 nimmt von dem zwischen den kurzen Abschnitten der Polflächen und 65 Steg 88 von einer Stelle in der Nähe des festen Endes dem zugeordneten Teil des Klappankers ein mini- des Bimetallgliedes 24 an bis zu einer Stelle, an der maler Luftspalt gebildet ist, daß der Klappanker ein einen Klappanker 98 tragender Lagerarm 92 an durch Federkraft auf den Lagerarmen gehalten ist jedem Schenkel 90 vorsteht, stetig zu. Die Breite der

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Schenkel 90 bleibt von den Lagerarmen 92 bis zum ihnen ein Spalt entsteht. Dieser Spalt bewirkt eine

freien Ende des Kernes 86 konstant. Die Stirnflächen Verringerung der Anzugskraft an dieser Stelle und

der Schenkel 90 bilden Polflächen 94. Jeder Lager- wird deshalb zur Eichung des Auslösepunktes des

arm 92 besitzt einen nach oben verlaufenden End- Selbstschalters verwendet.

vorsprung 96. Die Lagerarme 92 teilen jede Polfläche 5 Der Kern 86 eines jeden Poles ist gegen zufällige

94 in obere kurze und untere lange Abschnitte Berührung mit einer stromführenden flexiblen Litze

94« und 946. 22 durch eine Isolierschicht (nicht gezeigt) geschützt.

Auf den Lagerarmen 92 ist der Klappanker 98 Die magnetische Auslösevorrichtung arbeitet bei schwenkbar gelagert. Der Klappanker 98 besteht aus hohen Überströmen, die eine genügend große Anferromagnetischem Material und ist so breit, daß er io zugskraft auf den unteren Ankerteil 986 ausüben, die Polflächen 94 der Schenkel 90 elektromagnetisch Die dabei auftretende Anzugskraft muß so groß sein, überbrückt. Der Klappanker 98 ist mit Aussparungen daß sie die Verlängerung 101 des Klappankers 98 100 für die Lagerarme 92 versehen. Der Klappanker gegen die Auslöseschiene bewegt. Die Größe des 98 ist in der Nähe der Aussparungen 100 abgebogen Stromes, der zum Anziehen des Klappankers 98 er- und bildet einen oberen Ankerteil 98 a und einen 15 forderlich ist, wird durch das Verhältnis von oberer unteren Ankerteil 98 6. Die Schnittlinie der Ebene zu unterer Ankeranzugskraft bestimmt, die in den des oberen und unteren Ankerteiles 98 a, 98 b stimmt entsprechenden Abschnitten des Klappankers und mit dem Drehpunkt 99 für den Klappanker 98 auf der Polflächen erzeugt wird. Dieses Verhältnis wird dem Kern 86 überein. Der obere Ankerteil 98 a ist durch die weitere Einstellschraube 104 bestimmt, die wesentlich kürzer ausgeführt als der untere Anker- ao sich gegen den unteren Ankerteil 98 b legt. Wenn der teil 98 b. Der Grund hierfür ist weiter unten ange- Klappanker 98 die Schenkel 90 des Kernes 86 übergeben. Der obere Ankerteil 98 a besitzt eine Verlän- brückt, wird der magnetische Kreis durch den Klappgerung 101, die sich in einem bestimmten Winkel zur anker 98 durch die Luftspalte zwischen den oberen Ebene des oberen Ankerteiles 98« auf die Auslöse- und unteren Ankerteilen 98 a, 986 und den entspreschiene des Selbstschalters zu erstreckt. Der Klapp- 25 chenden Abschnitten 94 a, 946 der Polflächen 94 veranker 98 wird durch einen U-förmigen Federbügel ändert. Wenn der untere Ankerteil 98 6 sich auf den 102 so vorgespannt, daß das obere Ankerteil 98a Kern 86 zuzubewegen beginnt, wird der Spalt zwigegen den oberen kurzen Abschnitt 94 a des Sehen- sehen dem oberen Ankerteil 98 a und den kurzen Abkcls 90 gedrückt wird. Dadurch entsteht zwischen schnitten 94 a der Polflächen 94 proportional vergrödem unteren Ankerteil 986 und den mit diesem zu- 30 ßert. Die Anzugskraft auf den oberen Ankerteil 98a sammenwirkenden Abschnitten 94 6 ein großer Luft- wird durch die magnetische Sättigung dieses Teiles spalt. Der Federbügel 102 hält auch den Klappanker begrenzt. Ist der Sättigungspunkt erreicht, erhöht 98 auf den Lagerarmen 92 und gegen den Kern 86. eine weitere Vergrößerung des Stromes die FeId-Die Neigung des langen Abschnittes 94 6 gegen den stärke nicht mehr. Da der untere Ankerteil 98 6 je-Steg 88 und die Neigung des unteren Endes des An- 35 doch größer ist, bewirkt eine Stromerhöhung über kerteiles986 zu dem Steg 88 macht es möglich, daß den Wert der Sättigung des oberen Ankerteiles 98a der Klappanker 98 sich so dreht, daß seine Verlange- hinaus eine Erhöhung der Anzugskraft des unteren rung 101 die Auslöseschiene (nicht gezeigt) im Gegen- Ankerteiles 986. Die Kräfte kommen aus dem Uhrzeigersinn bewegt, wenn der Ankerteil 986 von Gleichgewicht, und der Klappanker 98 beginnt sich zu den langen Abschnitten 94 6 der Polflächen 94 ange- 40 drehen. Die Bewegung des unteren Ankerteiles 98 6 zogen wird. auf den Kern zu erzeugt eine kleine Vergrößerung

Das Bimetallglied 24 wird vom elektrischen Strom des oberen Spaltes und bewirkt eine Abnahme der durchflossen, wenn der Selbstschalter geschlossen ist. Rückhaltekraft auf den oberen Ankerteil 98a. Der Der Strom erzeugt ein Magnetfeld im Kern 86 sowohl untere Ankerteil 98 6 schlägt mit einer Schnappbeweoberhalb als auch unterhalb der Lagerarme 92, d. h., 45 gung gegen die langen Abschnitte 946 der Polflächen magnetische Kraftlinien durchlaufen die kurzen Ab- 94, wenn die Anzugskraft auf den unteren Ankerteil schnitte 94a und die langen Abschnitte 946 der Pol- 986 und die Kraft des Federbügels 102 größer ist als flächen 94 und führen zu den entsprechenden Teilen die Anzugskraft auf den oberen Ankerteil 98a. Der des Klappankers 98. Um den unteren Ankerteil 98 6 Auslösebereich der oben beschriebenen magnetischen auf den Kern 86 zuzubewegen, ist es erforderlich, 50 Auslösevorrichtung kann über einen weiten Arbeitsdaß das in den langen Abschnitten 946 erzeugte Feld bereich verändert werden. Ein magnetischer Auslösenicht nur die Federvorspanniing des Federbügels 102, bereich von 100 bis UOOA ist durch Veränderung sondern auch die magnetischen Kräfte, die zwischen des Spaltes zwischen dem oberen Ankterteil und dem dem oberen Ankerteil 98 a und den kurzen Abschnit- Kern möglich. Mit einem etwas kräftigeren Federten 94« erzeugt werden, überwindet. Um die Anzugs- 55 bügel 102 wurde beispielsweise der obere Wert des wirkung der kurzen Abschnitte 94a und damit den Bereiches auf 2000A bei gleicher Anordnung von Aiislösepunkt der Vorrichtung ändern zu können, Kern und Klappanker erhöht,
sind Einstellmittel zur Erzeugung eines veränder- Das Bimetallglied 24 und der Klappanker 98 besitlichen Spaltes zwischen den Teilen, d.h. zwischen zen eine gemeinsameWirkungsebene. Der Klappanker dem oberen Ankerteil 98 a und den kurzen Abschnit- 60 98 ist zwischen dem Bimetallglied 24 und der Austen 94 a, vorgesehen. Dies wird mit Hilfe einer weite- löseschiene des Selbstschalters angeordnet,
ren Einstellschraube 104 bewirkt, die am unteren Die die Auslöseschiene berührende Verlängerung Ende des Ankerteiles 986 anliegt und dessen Ruhe- 101 des Klappankers 98 wirkt unterhalb der Einstellstellung bestimmt. Wenn die weitere Einstellschraube schraube 84 auf die Auslöseschiene ein. Diese Kon- 104 über die am Schaltergehäuse befestigte Platte 106 65 struktion ergibt eine kompakte Überstromauslösevorauf das Bimetallglied 24 zu bewegt wird, wird die richtung, die einfach zusammengebaut werden kann. Neigung des oberen Ankerteiles 98« in bezug auf die Der Klappanker 98 ist zusätzlich durch das Bimetallkurzen Abschnitte 94 a geändert, so daß zwischen glied 24 längs der Lagerarme 92 gegen die Endvor-

Sprünge 96 verschiebbar, wenn eine Übersteuerung des Bimetallgliedes über den Auslösepunkt hinaus auftreten und dadurch die Wärmeeinwirkung auf das Bimetallglied zu hoch werden sollte. Das Bimetallglied 24 drückt dann gegen den Klappanker 98 oberhalb des Drehpunktes 99. Dadurch wird das Bimetallglied gegen Zerstörung geschützt, und der eingestellte Auslösungspunkt des Selbstschalters bleibt erhalten.

Claims (3)

Patentansprüche: IO

1. Magnetische und thermische Überstromauslösevorrichtung für einen mehrpoligen Selbstschalter mit einer allen Polen gemeinsamen Auslöseschiene, mit einem U-förmigen, einen Bimetallstreifen umfassenden Kern und einem als Klappanker ausgebildeten Auslöseglied, das auf von den Schenkeln des U-förmigen Kernes abstehenden Lagerarmen schwenkbar angeordnet ist, und bei welcher Auslösevorrichtung die Stirn- ao flächen der beiden Schenkel des U-förmigen Kernes die Polflächen darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen (94) der Schenkel (90) des U-förmigen Kernes (86) durch die Lagerarme (92) in einen langen und einen as kurzen Abschnitt (94 b, 94 a) aufgeteilt sind, daß der lange Abschnitt (94 b) und der diesem zugeordnete Teil des Klappankers (98) ein Mehrfaches des kurzen Abschnittes (94 a) und des diesem zugeordneten Teiles des Klappankers (98) beträgt, daß zwischen den langen Abschnitten (94 b) der Polflächen (94) und dem zugeordneten Teil des Klappankers (98) ein spitzwinkliger Luftspalt und zwischen den kurzen Abschnitten (94 a) der Polflächen (94) und dem zugeordneten Teil des Klappankers (98) ein minimaler Luftspalt gebildet ist, daß der Klappanker (98) durch Federkraft auf den Lagerarmen (92) gehalten ist und daß die beiden Lagerarme (92) eine solche Länge aufweisen, daß der Klappanker (98) um ein begrenztes Stück entgegen der Federkraft von dem Kern (86) weg verschiebbar ist.

2. Überstromauslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappanker (98) in Höhe der Lagerarme (92) quer zu seiner Längsausdehnung abgewinkelt ist.

3. Überstromauslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappanker (98) durch einen U-förmigen Federbügel (102) auf den Lagerarmen (92) gehalten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen