DE1588507C - Kombinierter Bimetall und Magnetaus loser - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen kombinierten bei relativ niedrigen Stromwerten an. Würde man, Bimetall- und Magnetauslöser (Schnellauslöser), bei um ein Verbrennen der Wicklung zu vermeiden, diese dem der Bimetallauslöser in wärmeleitendem Kon- Wicklung kräftiger auslegen, so ergäbe sich ein grötakt mit dem Magneteisen des Magnetauslösers steht ßerer Umfang, ein höheres Gewicht und eine höhere und indirekt durch die Erregerwicklung des Magnet- 5 Nennleistung bei Nennstrom, ohne daß die Auslöseauslösers beheizt ist, insbesondere für einen Motor- charakteristik entscheidend verändert würde. Außerschutzschalter. dem würde die mechanische Belastungsgrenze des

Während ein Schnellauslöser die Aufgabe hat, bei Bimetalls überschritten werden. Ein weiterer Nachhohen Strömen die schnelle Öffnung des zu schüt- teil dieser Bauart besteht schließlich darin, daß keine zenden Stromkreises zu bewirken, soll durch den io thermischen Auslösezeiten erreicht werden können, Bimetallauslöser die Öffnung eines zu schützenden die etwa unter einem Wert von einer Sekunde liegen. Stromkreises weit unterhalb der Ansprechstromstärke Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen des Schnellauslösers veranlaßt werden. in Aufbau und Fertigung einfachen und kleinen kom-

Bimetallauslöser, z. B. in Motorschutzschaltern, binierten Bimetall- und Magnetauslöser der eingangs werden beim Schutz von Motoren mit leichten An- 15 genannten Art zu schaffen, der sowohl für den Träglaufbedingungen für den Trägheitsgrad TI, bei Mo- heitsgrad TI als auch für den Trägheitsgrad TII vertoren mit schweren Anlaufbedingungen für den Trag- wendbar ist und einen möglichst geringen Bedarf an heitsgrad TII ausgelegt (VDE 0660/4.62, § 34, Ta- Heizleistung hat. Diese Aufgabe wird erfindungsfel 10). Eine derartige Forderung bedingt eine gemäß bei einem Auslöser der eingangs genannten verschiedenartige Dimensionierung des Bimetallaus- so Art dadurch gelöst, daß mindestens ein in seiner Lage lösers in bezug auf den Bimetallstreifen selbst und zum Magnetauslöser veränderbarer Bimetallstreifen die für die Ausbiegung des Bimetallstreifens auf- vorgesehen ist, der einerseits durch eine von diesem zubringende Heizleistung. Da solche Bimetallschalter getragene Heizwicklung, andererseits durch die Ereinerseits flink andererseits langsam wirken sollen, regerwicklung des Magnetauslösers indirekt beheizt ist. ergeben sich verschiedene technische Ausführungen. 25 Mit einer solchen Bauart ist es möglich, eine ther-

Ein kombinierter Bimetall- und Magnetauslöser mische Auslösung bis zu einem 25 bis 30fachen Wert der eingangs genannten Art ist durch die schweize- des Nennstromes zu erreichen. Dabei beträgt das rische Patentschrift 354 504 bekannt. Dabei trägt ein Verhältnis der Heizleistung der Heizwicklung des an seinem Ende festgelegter Bimetallstreifen an sei- Bimetallstreifens zur Heizleistung der Erregerwicknem freien, ausbiegbaren Ende einen Elektromagne- 30 lung des Magnetauslösers annähernd 0,15 zu 1. Daten, der mit dem Bimetallstreifen über einen Sehen- mit sind die Heizleistungen der Heizwicklung des kel in wärmeleitendem Kontakt sieht. Eine einzige Bimetallsireifens und der Erregerwicklung des Ma-Wicklung umgibt diesen Schenkel und den anliegen- gnetauslösers so aufeinander abgestimmt, daß bis zu den Bimetallstreifen und dient sowohl zur Heizung einem etwa zweifachen Wert des von dem gesamten des Bimetallstreifens als auch zur Erregung des Ma- 35 Auslöser aufgenommenen Nennstromes die Heizgneten. Der Magnet weist einen über Scharniere be- leistung vorwiegend von der Erregerwicklung des wegbaren Anker auf, dessen freies Ende über einen Magnetauslösers aufgebracht wird und auf den BiBolzen auf einen Auslösemechanismus wirkt. Bei die- metallstreifen einwirkt. In dem darüberliegenden Beser Auslösevorrichtung dient der Bimetallstreifen zur reich bis hin zu dem Punkt einer magnetischen AusAuslösung bei Überstrom und der Elektromagnet zur 4° lösung allein durch den Magnetauslöser ist jedoch Auslösung bei Kurzschluß. Wenn der Strom bei lang- vorwiegend die von der Heizwicklung des Bimetallsamem Anstieg zu hohe Werte erreicht, biegt sich der Streifens aufgebrachte Heizleistung wirksam. Bimetallstreifen mit dem Elektromagneten durch, so Dadurch, daß eine thermische Auslösung bis zu daß der mitgenommene Bolzen des Ankers die Aus- einem 25 bis 30fachen Wert des Nennstromes erreich-Iösung-bewirkt. Bei starkem plötzlichem Stromanstieg 45 bar ist, besteht ferner die Möglichkeit, die Größe infolge eines Kurzschlusses zieht der Anker an, und einer Vorsicherung im Vergleich zu der bekannten der mitgeführte Bolzen bewirkt die Auslösung, ohne Bauart hoch zu wählen. Eine Auslösung allein durch daß der Bimetallstreifen sich ausbiegt. Bimetalle bis hin zu derart hohen Werten des Nenn-

Da bei dieser Bauart der Bimetallstreifen als Trä- stromes (etwa 3()fach) bedeutet eine wirksame Entger für den Magneten dient, darf der Magnet eine 50 lastung des zugehörigen Kontaktsystems von Schaltbestimmte Größe nicht überschreiten, andernfalls arbeit, ohne in Einzelfällen einen Magnetauslöser ver^ würde sich der Bimetallstreifen durch das Gewicht wenden zu müssen, der ein Schaltvermögen vom Kondes Magneten durchbiegen: Ferner wird das erfah- taktsystem verlangt, das nur durch den Schnittpunkt rungsgemäß träge Verhalten eines indirekt beheizten mit einer Sicherungskennlinie begrenzt wird. Die Ver-Bimetallstreifens bei dieser bekannten Bauart in einer 55 wendung eines S-Auslösers (Magnetauslösers) kann unerwünschten Weise verstärkt. Hier muß nämlich unter Umständen eine unwirtschaftliche Auslegung die Heizwicklung zunächst das Magneteisen und den für hohes Schaltvermögen eines Motorschutzschalters von der Wicklung umschlossenen, nicht ausbiegbaren bedeuten.

Teil des Bimetallstreifens beheizen, ehe die Wärme in Während bei der genannten bekannten Bauart der

den ausbiegbaren Teil des Bimetallstreifens gelangen 60 Magnetauslöser zum Selbstschutz erforderlich ist, ist

und dort wirksam werden kann. Des weiteren können es bei der Bauart gemäß der Erfindung möglich,

indirekt beheizte Bimetalle bekanntlich nur bis zu unter Umständen auf die Magnetauslösung zu ver- ·

einem 6 bis «fachen Wert des Nennstromes belastet ziehten, z. B. bei Stromstufen zwischen 6 und 16 A.

werden; bei darüber hinausgehenden Werten würde Ferner sind bei der Bauart gemäß der Erfindung sehr

die Heizwicklung verbrennen. Bei der vorliegenden 65 kurze Bimetallauslösczeiten unter 1 see möglich. Es

bekannten Bauart würde in diesem Falle der korn- ist bekannt, durch Direktbeheizung des Bimetalls sehr

binierte Magnetauslüser ansprechen. Die Magnetaus- kurze Auslösezeiten (< 1 see) zu erreichen. Das ist

lösung dient dabei also als Selbstschutz und spricht aber nur oberhalb etwa 5 A Nennstrom möglich. Bei

Claims (9)

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   dem erfindungsgemäßen Auslöser kann man einen 27 des Auslöseschiebers 23. Treffen der Ansatz 21

   direkt beheizten Bimetallstreifen mit geringer Trag- und der Bimetallstreifen 15 bei Auslenkung (s. Pfeile

   heit auch bei Stromstufen ab 0,1 A verwenden. 28) aus ihrer in Fig.4 angedeuteten Ruhelage auf

   In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die jeweils entgegengesetzte Wand der Ausschnitte das Magneteisen vorzugsweise als U-förmige Profil- 5 22,27 des Auslöseschiebers 23, so wird dieser in schiene ausgebildet, die an der Innenseite ihres Quer- Richtung eines Pfeiles 29 verstellt und betätigt seischenkels mit dem Fußpunkt des Bimetallstreifens nerseits einen zum Auslösemechanismus gehörenden wärmeleitend verbunden und von der Erregerwick- Hebel 30. Die Ruhelage des Ankers 14 ist nicht durch lung umgeben ist. Dabei ist die Wärmebeeinflussung den Ausschnitt 22 des Auslöseschiebers 23, sondern, durch den Magnetauslöser auf den Bimetallauslöser io wie oben beschrieben, durch die öffnung 25 des Andurch eine Verlegung der Befestigungsstelle des Bi- Satzes 24 des Magneteisens 12 bedingt. Eine Verstelmetallstreifens an dem Querschenkel des Magnet- lung des Auslöseschiebers 23 durch den Bimetallstreieisens veränderbar. Mit einer solchen Bauweise brau- fen 15 allein hat auf die Lage des Ankers 14 des Machen bei der Fertigung von Auslösern unterschied- gnetauslösers 10 keinen Einfluß, da der Ausschnitt licher Stromstufen nur die Wicklungen angepaßt zu 15 22 ausreichend bemessen ist (s. Fig.4).
   werden, während der gesamte übrige Aufbau unver- Das Magneteisen 12 ist über einen weiteren Ansatz ändert bleibt. Bisher waren mehrere verschiedene 31 an einem gehäusefesten Teil befestigt. Zur EinKonstruktionen von Heizleitern, Isolationen und stellung des kombinierten Auslösers dient eine gegen Arten zu deren Befestigung erforderlich. Es ergibt den Ansatz 20 drückende Schraube 32, bei deren Ansich somit eine wesentliche Vereinheitlichung der 20 ziehen das Magneteisen 12 samt seinem Anker 14 Fertigung. Durch den für alle Stromstufen gleichen und dem Bimetallstreifen 15 in Richtung der Ausäußeren Aufbau des Auslösers wird stets das gleiche lösebewegung des Ankers 14 und des Bimetallstrei-Fertigungsverfahren angewendet, so daß sich eine fens 15 unter Deformierung des Ansatzes 31 verstellt halb- oder vollautomatische Fertigung anbietet. werden kann. Damit wird der Weg, den der Anker 14

   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der 25 und der Bimetallstreifen 15 zur Auslösung zu durchErfindung schematisch dargestellt. Es zeigt laufen haben, geändert.

   F i g. 1 einen kombinierten Bimetall- und Magnet- Der Bimetallstreifen 15 wird einerseits durch die

   auslöser in einer Ansicht, auf ihm sitzende Heizwicklung 16 und andererseits

   Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-B in durch die Erregerwicklung 13 des Magnetauslösers

   Fig. 1, 30 10 indirekt beheizt. Bei der Beheizung durch den

   F i g. 3 eine Draufsicht entlang der Linie C-D in Magnetauslöser 10 erfolgt die Beeinflussung des Bi-

   F i g. 2, metallstreifens 15 nicht allein durch Wärmestrah-

   F i g. 4 das Zusammenwirken des Ankers des Ma- lung, sondern auch durch Wärmeleitung, weil das

   gnetauslösers und des Bimetallstreifens mit einem durch die Erregerwicklung 13 erwärmte Magneteisen

   Auslöseschieber in der Ansicht und in der Draufsicht. 35 12 in wärmeleitendem Kontakt mit dem Bimetall-

   Der Auslöser gemäß F i g. 1 und 2 setzt sich aus streifen 15 steht. Um den flinken Bimetallauslöser 11 einem Magnetauslöser 10 und einem Bimetallaus- mehr oder weniger träge zu machen, wird die Belöser 11 zusammen. Der Magnetauslöser 10 enthält festigungssteile 17 des Bimetallstreifens 15 an dem ein im Querschnitt U-förmiges Magneteisen 12, eine Magneteisen 12 so gelegt, daß der Bimetallstreifen das Magneteisen umfassende Erregerwicklung 13 und 40 15 mehr oder weniger in das U-förmige Magneteisen einen Anker 14. Der Bimetallauslöser 11 besteht aus 12 taucht und demgemäß mehr oder weniger von der einem Bimetallstreifen 15 und einer auf diesem an- Erregerwicklung 13 umfaßt wird. Wenn z. B. bei der geordneten Heizwicklung 16. Der Bimetallstreifen 15 in F i g. 2 angedeuteten Befestigungsstelle 17 der Biist, z. B. durch Punktschweißung, an einer Befesti- metallauslöser 11 flink anspricht, so wird er um so gungsstelle 17 an dem Querschenkel 18 des U-förmi- 45 träger, je mehr die Befestigungsstelle 17 in Richtung gen Magneteisens 12 befestigt. Um die Befestigung eines in F i g. 2 gezeichneten Pfeiles 33 verlegt ist.
   zu erleichtern, ist der Querschenkel 18 an dieser Die Heizwicklung 16 des Bimetallstreifens 15 und Stelle mit einer Durchdrückung 19 versehen. Der Bi- die Erregerwicklung 13 für den Magnetauslöser 10 metallstreifen 15 kann sich somit innerhalb des von sind so dimensioniert, d. h., ihre Heizleistungen sind dem Magneteisen 12 und der Erregerwicklung 13 ge- 50 so aufeinander abgestimmt, daß die für den Bimetallbildeten Hohlraumes frei ausbiegen. auslöser 11 wirksame Heizleistung bei etwa dem zwei-

   Der Anker 14 ist an einem Ansatz 20 des Magnet- fachen Nennstrom der gesamten Auslöserkombina-

   eisens 12, z. B. in Schneiden, gelagert und trägt sei- tion vorwiegend von der Erregerwicklung 13 des Ma-

   nerseits einen Ansatz 21, der (F i g. 4) mit seinem gneiauslösers 10, bei Belastung von mehr als dem

   Ende in einen Ausschnitt 22 eines Auslöseschiebers 23 55 zweifachen Nennstrom vorwiegend von der Heizwick-

   ragt. Der Querschenkel 18 des Magneteisens 12 geht in lung 16 des Bimetallstreifens 15 aufgebracht wird,

   einen Ansatz 24 mit einer öffnung 25 über, die von Dabei wird zweckmäßig das Verhältnis der Heiz-

   dem Ansatz 21 des Ankers 14 durchsetzt wird und leistung der Heizwicklung 16 des Bimetallauslösers

   durch ihreLänge die Bewegung des Ankersl4 begrenzt. 11 zur Heizleistung der Erregerwicklung 13 des Ma-

   Bei angezogenem Anker 14 verbleibt ein geringer 60 gnetauslösers 10 annähernd 0,15 zu 1 betragen. Da-

   Luftspalt zwischen dem Anker 14 und den Polflächen durch wird eine Überlastung der Erregerwicklung 13

   des Magneteisens 12. Um ein Kleben des Ankers 14 des Magnetauslösers 10 und der Heizwicklung 16 des

   zu vermeiden, ist entweder der Anker 14 mit einer Bimetallstreifens 15 wirksam vermieden,

   unmagnetischen Umhüllung 26 oder die öffnung 25 .

   des Ansatzes 24 an ihren Anschlagflächen mit einer 6₅ Patentansprüche:

   unmagnetischen Auflage versehen. 1. Kombinierter Bimetall- und Magnetauslöser

   Neben dem Anker 14 bzw. seinem Ansatz 21 ragt (Schnellauslöser), bei dem der Bimetallauslöser

   ebenfalls der Bimetallstreifen 15 in einen Ausschnitt in wärmeleitendem Kontakt mit dem Magnet-

   eisen des Magnetauslösers steht und indirekt durch die Erregerwicklung des Magnetauslösers beheizt ist, insbesondere für einen Motorschutzschalter, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein in seiner Lage zum Magnetauslöser (10) veränderbarer Bimetallstreifen (15) vorgesehen ist, der einerseits durch eine von diesem getragene Heizwicklung (16), andererseits durch die Erregerwicklung (13) des Magnetauslösers (10) indirekt beheizt ist.
2. 2. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Heizleistung der Heizwicklung (16) des Bimetallstreifens (15) zur Heizleistung der Erregerwicklung (13) des Magnetauslösers (10) annähernd 0,15 zu 1 beträgt.
3. 3. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magneteisen (12) als U-förmige Profilschiene ausgebildet ist und an der Innenseite ihres Querschenkels (18) mit dem Fußpunkt des Bimetallstreifens (15) (Befestigungsstelle 17) wärmeleitend verbunden und von der Erregerwicklung (13) umgeben ist.
4. 4. Auslöser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebeeinflussung durch den Magnetauslöser (10) auf den Bimetallauslöser (11) durch eine Verlegung der Befestigungsstelle (17) des Bimetallstreifens (15) an dem Querschenkel (18) des Magneteisens (12) veränderbar ist.
5. 5. Auslöser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (15) an einer durch eine Ausprägung entstandenen Erhebung (Durchdrückung 19) am Querschenkel (18) des Magneteisens (12) befestigt ist.
6. 6. Auslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (15) und der Anker (14) des Magnetauslösers (10) gleichgerichtete Auslösebewegungen ausführen.
7. 7. Auslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Magneteisen (12) einen Ansatz (24) trägt, der mit einer öffnung (25) den Anker (14) oder einen Ansatz (21) des Ankers (14) umfaßt und als Anschlag für den Anker (14) dient.
8. 8. Auslöser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (14) oder sein Ansatz (21) mit einer unmagnetischen Umhüllung (26) oder die Öffnung (25) des Ansatzes (24) des Magneteisens (12) mit einer unmagnetischen Auflage versehen ist.
9. 9. Auslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß seine Einstellung . durch Justierung des Magnetauslösers (10) durchführbar ist, dessen Magneteisen (12) über einen deformierbaren Ansatz (31) an einem gehäusefesten Teil befestigt und über eine fest gelagerte Schraube (32) einstellbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen