DE1463282B2 - Elektromagnetische ausloesevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Auslösevorrichtung zur Unterspannungsauslösung eines Kipphebel-Selbstschalters mit elektromagnetischer Überstromauslösung mit einem an einer Außenseite des Selbstschaltergehäuses anbringbaren Unterspannungsauslöser, dessen Anker einen sich durch eine Öffnung des Selbstschaltergehäuses hindurch erstreckenden Steuerfinger betätigt, bei welchem Unterspannungsauslöser der Anker gegen die Kraft einer Feder von der Spule des Unterspannungsauslösers in die angezogene Stellung und bei einer bestimmten Unterspannung unter der Kraft der Feder in die Auslösestellung zur Auslösung des Selbstschalters bewegbar ist.

Eine derartige Auslösevorrichtung ist aus der deutschen Patentschrift 960 024 bekannt. Diese Vorrichtung, welche z. B. ein Unterspannungsauslöser ist, kann gegebenenfalls einem Uberstromschalter zugeordnet sein. Bei diesem Unterspannungsauslöser steht der Anker mit einem Steuerfinger über ein Gestänge und eine Kulisse in Wirkverbindung, wodurch zur Auslösung des Selbstschalters verhältnismäßig große Kräfte benötigt werden. Diese Kräfte können zwar leicht durch eine entsprechende Dimensionierung der den Anker vorspannenden Feder erhalten werden. Dies erfordert aber wiederum eine erhöhte Magnetkraft zur Rückstellung des Ankers in seine Ausgangslage.

Bei einem anderen aus der USA.-Patentschrift

1 769 539 bekannten Unterspannungsauslöser wirkt dessen von einer Feder vorgespannter Auslösehebel beim Auftreten einer Unterspannung auf einen Anker eines Überstromschalters ein und löst diesen aus. Der Unterspannungsauslöser hat einen in Richtung auf die Pole seines Elektromagneten entweder durch Schwerkraft oder eine Feder vorgespannten Anker, der den Auslösehebel steuert. Durch diese Vorspannung des Ankers soll sichergestellt werden, daß der Anker außer beim Freigeben des Auslösehebels immer in Berührung mit den Polen des Elektromagneten ist, um ein Durchbrennen der Magnetspule zu verhindern. Der Auslösehebel muß nach Auftreten einer Unterspannung von Hand wieder in seine Ausgangsstellung zurückgestellt werden.

Aus den USA.-Patentschriften 2 912 544 und

2 938 980 sind noch in einem Uberstromschalter angeordnete Unterspannungsauslöser bekannt, bei denen der Anker des Unterspannungsauslösers in seine Ausgangsstellung durch die Öffnungsbewegung der Kontakte zurückgestellt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetische Auslösevorrichtung zu schaffen, bei der die zur Auslösung des Selbstschalters erforderlichen Kräfte möglichst klein sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Steuerfinger und der Anker ein starres Bauteil bilden, daß der Steuerfinger in der Auslösestellung ein Ankerteil eines selbsttätig rückstellbaren Überstromauslösers (Elektromagnet) des Selbstschalters verschwenkt und daß dieses Ankerteil von dem Steuerfinger in der gleichen Richtung verschwenkt wird wie beim Auftreten eines Überstromes von dem überstromauslöser (Elektromagnet).

Mit dieser erfindungsgemäßen Art, den Selbstschalter auszulösen, wird weiter erreicht, daß der Selbstschalter selbsttätig wieder schließt, wenn nach Fortfall der Unterspannung der Steuerfinger das Ankerteil freigibt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines dreipoligen Selbstschalters mit Unterspannungsauslöser, Fig. 2 einen Schnitt des Selbstschalters nach F i g. 1 längs der Schnittlinie 2-2,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Schnittlinie 3-3 in ίο Fig. 2,

Fig. 4 eine Unteransicht des Unterspannungsauslösers entsprechend der Linie 4-4 von F i g. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Unterspannungsauslösers entsprechend der Linie 5-5 von F i g. 4,
F i g. 6 eine der F i g. 5 ähnliche Ansicht,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Unterspannungsauslösers entsprechend der Linie 7-7 in Fig. 4,

F i g. 8 eine Ansicht des Unterspannungsauslösers entsprechend der Linie 8-8 in F i g. 4,
Fig. 9 einen Schnitt längs der Schnittlinie 9-9 von Fig. 8,

Fig. 10 eine Ansicht des Unterspannungsauslösers entsprechend der Linie 10-10 von Fig. 2,

Fig. 11 einen Schnitt längs der Schnittlinie 11-11 von Fig. 10 und

F i g. 12 eine perspektivische Ansicht des Ankers des Unterspannungsauslösers mit Steuerfinger.

In Fig. 1 ist eine Unterspannungsauslösevorrichtung 10 gezeigt, die an einem Gehäuse 12 eines dreipoligen Selbstschalters 15 angebracht ist und die mit einer Abdeckung 11 aus gegossenem Isolationsmaterial versehen ist.

Wie in den F i g. 4 bis 8 dargestellt, besitzt die Unterspannungsauslösevorrichtung 10 einen Anker 22 mit einem Steuerfinger 35, der bei bestimmten elektrischen Bedingungen mit einem Ankerteil 40 in Eingriff gelangt und dasselbe verschwenkt, um Kontaktstücke 26 und 27 des Selbstschalters zu öffnen. Zu diesem Zweck erstreckt sich der Steuerfinger 35 (Fig. 2) nach oben durch eine Öffnung 42 im Gehäuse 12 und steht mit dem Ankerteil 40 in Verbindung.

Fig. 4 zeigt die Unterspannungsauslösevorrich-

tung 10 von unten mit einer Spule 14, die um einen Schenkel 16 eines U-förmigen Kernes 18 gewickelt ist, der aus magnetisierbaren aufeinandergelegten Blechen besteht.

Ein Tragbügel 20 für den schwenkbaren Anker 22 ist an einem anderen Schenkel 19 des Kernes 18 angebracht. Der Anker 22 besitzt zwei im Abstand angeordnete L-förmige Platten 24 und 25 aus nichtmagnetischem Material, zwischen deren unteren Enden (Fig. 12) rechteckige Ankerbleche 28 aus magnetisierbarem Material angeordnet sind, deren Stapeldicke größer ist als die des Kernes (Fig. 8). Die Schenkel 16 und 19 besitzen Endabschnitte 30 und 31, die bei vorbestimmter Erregung der Spule 14 gegen die Abschnitte der Ankerbleche 28 anschlagen.

An den oberen Enden der Platten 24 und 25 (Fig. 12) ist ein flacher, etwa V-förmiger Steuerfinger 35 aus einem isolierenden Streifen angebracht, dessen oberes Ende (F i g. 5) einen Abstand von dem Ankerteil 40 hat, jedoch mit demselben in Eingriff bringbar ist (Fig. 6).

Der Steuerfinger 35 steht ständig durch eine Feder 45 unter Vorspannung und im Eingriff mit dem Ankerteil 40. Das eine Ende der Feder 45 ist an dem

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Steuerfinger 35 befestigt, indem es in eine Öffnung Feder 128 in Richtung auf die offene Stellung der 46 zwischen den Platten 24 und 25 hineinragt. Das Kontaktstücke vorgespannt. Die Feder 128 spannt andere Ende der Feder 45 ist an einem zum Ver- den beweglichen Kontaktarm 105 in Richtung auf ändern der Federspannung biegbaren Arm 50 eines eine feststehende Welle 130 hin vor, deren Enden in Traghebels 48 befestigt. Der Traghebel 48 ist mit 5 parallelen und im Abstand voneinander angeordneten einem zweiten Arm 51 mittels eines Niets an der Rahmenplatten 132 und 133 (F i g. 3) festgelegt sind. Unterseite des U-förmigen Kernes 18 angenietet. Mit Der bewegliche Kontaktarm 105 ist zum manuellen einem dritten Arm 52 ist der Traghebel 48 am Ge- Betätigen über ein Gestänge 142 mit einem Handhäuse 12 befestigt. griff 140 verbunden. Das Gestänge 142 wird mittels

Der Tragbügel 20 für den Anker 22 besitzt zwei io eines Ankers 144, 145 des Elektromagneten 123 bei Platten 55 und 56, die zwischen den L-förmigen bestimmten Strömen betätigt.

Platten 24 und 25 angeordnet sind. Die Platten 55 Der Anker 144, 145 ist ein zweiteiliger Mechanis-

und 56 besitzen sich deckende öffnungen, durch die mus mit dem im Gleichgewicht befindlichen, sich ein Stift 58 erstreckt, der sich auch durch an- schwenkbaren, magnetisierbaren Ankerteil 40, das dere sich deckende Öffnungen hindurch erstreckt, 15 zum Verschwenken einer im Gleichgewicht befinddie in den L-förmigen Platten 24 und 25 nahe ihren liehen Klinke 147 Seitenschenkel 135 aufweist. Die Enden vorgesehen sind. Die Platten 55 und 56 sind Klinke 147 besitzt Seitenplatten und oberes und undurch Niete am Kern 18 befestigt. teres Ende miteinander verbindende Schenkelstücke

Die Platte 56 (Fig. 7) besteht mit einem Arm 60 148 und 149. Das untere Schenkelstück 148 (Fig. 2) und einem Fußteil 61 aus einem Stück, die beide 20 steht mit im Abstand angeordneten Sperrnasen 163 ein U-förmiges Teil bilden. Ein Abschnitt der Platte einer Gabel 160 im Eingriff. Das untere Schenkel-25 schlägt gegen den vertikalen Arm60 (Fig.4), stück 148 wird bei vorbestimmten Überlastungsum die Bewegung des Ankers 22 unter der Wirkung strömen in der Spule 122 durch Ineingriffkommen der Vorspannung der Feder 45 entgegen dem Uhr- der unteren Seitenschenkel 135 des Ankerteiles 40 zeigersinn zu begrenzen. 25 mit dem unteren Schenkelstück 148 entgegen dem

Die unteren Endabschnitte 30 und 31 der Schenkel Uhrzeigersinn gedreht und außer Eingriff mit den 16 und 19 sind (F i g. 9) so konstruiert, daß die Sperrnasen 163 gebracht. Die Gabel 160 ist um einen inneren Hälften 16 α und 19 α der Schenkel 16 und 19 Lagerzapfen 162 schwenkbar.

länger sind als die äußeren Hälften 16 b und 19 b, so F i g. 2 zeigt die geschlossene Stellung der Kontakt-

daß dadurch zwischen den Hälften 16 b und 19 b und 3° stücke 26 und 27. Dabei befindet sich der Handgriff den Ankerblechen 28 Luftspalte 70 und 71 gebildet 140 in seiner äußersten linken Stellung, und ein mit werden, die auch dann nicht geschlossen sind, wenn ihm in Verbindung stehender Gelenkbügel 150 ist die Ankerbleche 28 an die Stirnflächen der längeren um seinen Lagerzapfen 151 am weitesten entgegen Hälften 16 a und 19 a anschlagen. dem Uhrzeigersinn verschwenkt. Der Gelenkbügel

Weiterhin sind in jeder der kürzeren Hälften 16 b 35 150 steht über einen Lagerzapfen 153 mit dem Hand- und 19 b Schlitze 89 vorgesehen (F i g. 9), die in griff 140 in Verbindung, wobei der Lagerzapfen 153 enger Passung Teile von Kurzschlußbügeln 90, vor- von dem oberen Ende des Gelenkbügels 150 getragen zugsweise aus Kupfer, aufnehmen. In der dargestell- wird. Der Mechanismus wird durch einen Sperrbügel ten Ausführungsform werden drei mit ihren Stirn- 155 gehalten, dessen eines Ende an den Lagerzapfen selten aneinanderliegende Kurzschlußbügel 90 ver- 40 151 angelenkt und dessen anderes Ende mit einem wendet, wobei sich die längeren Schenkelendabschnitte geraden Nasenabschnitt 157 zum Ineingriffkommen in enger Passung durch entsprechende Öffnungen mit einem Sperrstift 158 versehen ist, der in Schlitzen hindurch erstrecken, so daß sie durch die Reibung 159 der Gabel 160 gelagert ist. Der Sperrstift 158 ist festgehalten werden. Wie in F i g. 9 dargestellt, sind zum oberen Ende der Schlitze 159 hin durch eine die Schlitze 89 so lang, daß die unterste Fläche des 45 nicht gezeigte Feder vorgespannt,
untersten Kurzschlußbügels 90 über den Stirnflächen Zum Verbinden des Sperrbügels 155 mit dem be-

der Hälften 16 b und 19 b und den Stirnflächen der weglichen Kontaktarm 105 findet ein Gelenk mit längeren Hälften 16 α und 19« liegt. oberen und unteren Hebeln 164 und 170 Verwen-

Wie in F i g. 2 dargestellt, ist die Unterspannungs- dung. Der obere Hebel 164 ist durch einen Lagerlösevorrichtung 10 an dem Gehäuse 12 in der Höhe 5° zapfen 174 (F i g. 2) mit dem Sperrbügel 155 vereiner vertikalen Wand 88 befestigt. bunden. Der untere Hebel 170 ist mit dem beweg-

F i g. 2 zeigt den inneren Aufbau eines Selbst- liehen Arm 105 durch einen Lagerzapfen 173 verschalterpoles des dreipoligen Selbstschalters. Die ein- bunden. Das Kniegelenk ist durch einen Lagerzapfen zelnen Pole sind zur gleichzeitigen Auslösung aller 171 gebildet, dessen Bewegung nach rechts durch Pole bei Überlast untereinander durch eine Schalt- 55 einen Stift 172 begrenzt wird. Das Gestänge mit vier stange 100 mit Steuerfingern 101 und 102 verbunden. Hebelstangen wird dadurch vervollständigt, daß

Ein Schalterpol besitzt einen beweglichen Kontakt- der Bodenabschnitt des Gelenkbügels 150 mittels arm 105 mit dem Kontaktstück 27, das mit dem orts- eines Querbügels 175 an dem oberen Hebel 164 festen Kontaktstück 26 in Eingriff bringbar ist. Das angelenkt ist. Hierzu ist ein Lagerzapfen 176 vorge-Kontaktstück 26 ist durch eine passende Anschluß- 60 sehen.

einrichtung 106 mit einem Anschluß 107 verbunden. Zwischen dem Hebel 170 und dem beweglichen

Der bewegliche Kontaktarm 105 ist durch einen Arm 105 ist eine Rückholfeder 183 angeordnet. Das flexiblen Leiter 120 an eine Spule 122 eines Elektro- Ende 184 der Rückholfeder 193 ist um den Hebel magneten 123 angeschlossen, wobei die Spule 122 170 gebogen.

mit ihrem anderen Ende an eine Anschlußeinrichtung 65 Das rechte Ende der Gabel 160 paßt mit Spiel zwi-125 und an einen anderen Anschluß 126 angeschlos- sehen die im Abstand angeordneten Seitenschenkel sen ist. 135 des Ankerteiles 106. Eine nicht gezeigte Gabel-

Der bewegliche Kontaktarm 105 ist durch eine feder spannt die Gabel 160 entgegen dem Uhrzeiger-

sinn vor und bringt die Gabel 160 mit dem unteren Schenkelstück 148 der Klinke 147 in Eingriff. Die Ln Abstand angeordneten Seitenplatten der Gabel 160, die die Nasen 163 bilden, sind mit geraden Flächen 166, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt S sind, versehen, um das Schenkelstück 148 zu verschwenken und um zu ermöglichen, daß die Nasen 163 während des automatischen Rückstellvorganges hinter das Schenkelstück 148 gleiten, falls das Schenkelstück 148 vor der Gabel 160 in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist.
. Der Elektromagnet 123 besteht aus einem Rohr 193, um dessen unteren Abschnitt die Spule 122 gewickelt ist, und aus einem Trägerteil 194 aus magnetisierbarem Material. Innerhalb des Rohres 193 ist ein nicht gezeigter bewegbarer Kern aus magnetisierbarem Material vorgesehen, der durch eine nicht gezeigte Feder in Richtung zum oberen Ende des Rohres hin vorgespannt ist.

Ein Querträger 201 für den Anker 144, 145 ist (F i g. 2) mit dem Trägerteil 194 verbunden.

Bei einer bestimmten Stromüberlastung in der Spule 122 wird das Ankerteil 40 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, bis seine Seitenplatten mit den Schenkelstücken 148 in Eingriff kommen, die den Anker in die Verriegelungsstellung mit den Nasen 163 bringt, wodurch die Gabel 160 freigegeben und im Uhrzeigersinn unter der Wirkung der Feder 128 verschwenkt wird, bis der Nasenabschnitt 157 durch den Sperrstift 158 ausgeklinkt wird. Ein Freigeben des Nasenabschnittes ermöglicht das Umklappen des Gestänges, das öffnen der Kontaktstücke 26 und 27, das Bewegen des Handgriffes 140 zur offenen Stellung der Kontaktstücke hin und das Rückstellen des Nasenabschnittes 157 unter den Sperrstift 158 mittels der Rückholfeder 183, so daß der Handgriff 140 unmittelbar in die Stellung, bei der die Kontaktstücke geschlossen sind, geschwenkt werden kann, um die Kontaktstücke zu schließen, falls der Strom in der Spule 122 jetzt unter dem vorbestimmten Überlastungsstrom liegt.

Die F i g. 2 und 3 zeigen, daß der Steuerfinger 35 im Abstand von einem der beiden Seitenschenkel 135 angeordnet ist, die einen Teil des Ankerteils 40 bilden, so daß bei einer bestimmten Unterspannung der Steuerfinger in Eingriff mit dem Ankerteil 40 gelangt und dieses in der Richtung bewegt, in der die Gabel 160 freigegeben wird. Durch die Unterspannungsauslösevorrichtung 10 mit einem Steuerfinger 35, der mit dem Ankerteil 40 eines der Pole des mehrpoligen Selbstschalters in Verbindung steht, können alle Pole des Selbstschalters gleichzeitig ausgelöst werden, da die Stange 100 die Schalterpole miteinander verbindet.

Die Spule 14 ist elektrisch an zwei Phasen eines Drei-Phasen-Netzes angeschlossen. Bei Nennspannung ist der durch die Spule 14 erzeugte Fluß so groß, daß die Kraft der Feder 45 in der entgegengesetzten Richtung überwunden wird, so daß der Anker 22 sich in der in Fig. 4 mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung und in der in F i g. 5 gezeigten Stellung befindet. Wenn die zwischen den beiden Phasen liegende Spannung unter die Normalspannung auf einen bestimmten Wert absinkt, ist der durch die Spule erzeugte elektromagnetische Fluß nicht ausreichend, um die Kraft der Feder 45 in der entgegengesetzten Richtung zu überwinden, so daß der Anker 22 durch die Kraft dieser Feder 45 in die in F i g. 4 gestrichelt dargestellte Stellung bzw. in die in F i g. 6 gezeigte Stellung bewegt wird.

Beim Ansteigen der zwischen den beiden Phasen liegenden Spannung in Richtung zur Normalspannung hin wird der Spulenfluß ebenfalls ansteigen, so daß der Anker wieder von der Spule angezogen wird.

Die Kontaktstücke 26 und 27 können nicht wieder eingeschaltet werden, solange an der Spule eine Spannung liegt, deren zugehöriger Fluß den Anker nicht wieder anziehen läßt (F i g. 6).

Erst bei ansteigender Spannung und Anziehen des Ankers 22 in die Stellung gemäß F i g. 5 verriegelt das Schenkelstück 148 die Nasen 163, falls kein über einem vorbestimmten Wert liegender Überlastwert an der Spule 122 anliegt, so daß die Kontaktstücke und 27 wieder durch die Schwenkbewegung des Handgriffes 140 eingeschaltet werden können.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Auslösevorrichtung zur Unterspannungsauslösung eines Kipphebel-Selbstschalters mit elektromagnetischer Uberstromauslösung mit einem an einer Außenseite des Selbstschaltergehäuses anbringbaren Unterspannungsauslöser, dessen Anker einen sich durch eine Öffnung des Selbstschaltergehäuses hindurch erstreckenden Steuerfinger betätigt, bei welchem Unterspannungsauslöser der Anker gegen die Kraft einer Feder von der Spule des Unterspannungsauslösers in die angezogene Stellung und bei einer bestimmten Unterspannung unter der Kraft der Feder in die Auslösestellung zur Auslösung des Selbstschalters bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerfinger (35) und der Anker (22) ein starres Bauteil bilden, daß der Steuerfinger (35) in der Auslösestellung ein Ankerteil (40) eines selbsttätig rückstellbaren Überstromauslösers (Elektromagnet 123) des Selbstschalters (15) verschwenkt und daß dieses Ankerteil (40) von dem Steuerfinger (35) in der gleichen Richtung verschwenkt wird wie bei Auftreten eines Überstromes von dem Uberstromauslöser (Elektromagnet 123).

2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Befestigen des Unterspannungsauslösers mit seinem U-förmigen Kern (18) am Gehäuse (12) ein Traghebel (48) mit drei Armen (50, 51, 52) vorgesehen ist, von denen ein Arm (52) am Gehäuse (12) angeschraubt ist und die beiden anderen Arme (50, 51) zum Halten des einen Endes der den Anker (22) vorspannenden Feder (45) und zum Befestigen des U-förmigen Kernes (18) vorgesehen sind, und daß von den beiden anderen Armen (50, 51) ein Arm (50) zum Verändern der Spannung der Feder (45) abbiegbar ist.

3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (22) zwei sich deckende und im Abstand angeordnete L-förmige Platten (24, 25) aus nichtmagnetischem Material besitzt, deren eine Schenkel sich parallel zu den Schenkeln (16,19) des U-förmigen Kernes (18) erstrecken und deren andere Schenkel, zwischen denen aufeinandergeschichtete Bleche (28) aus magnetischem Material vorgesehen sind, den Stirnseiten der Schenkel (16, 19) des U-förmigen Kernes (18) gegenüberliegen, und daß der Anker (22) im Bereich des Schnittpunktes der beiden

Schenkel der L-förmigen Platten (24,25) um einen Bolzen (58) schwenkbar gelagert ist.

4. Auslösevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den sich parallel zu den Schenkeln (16, 19) des Kernes (18) erstreckenden Schenkeln der L-förmigen Platten (24, 25) zwei einander im Abstand parallele Platten (55, 56) angeordnet sind, durch die

sich gleichfalls der Bolzen (58) erstreckt und von denen die eine Platte (55) als Tragbügel (20) fiii den Bolzen (58) an dem Kern (18) und die andere Platte (56) über ein mit derselben aus einem Stück bestehendes U-förmiges Teil (60, 61), dessen Arm (60) als Anschlag zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Ankers (22) dient, an dem Gehäuse (12) angebracht ist.

Hierzu I Blatt Zeichnungen