DE1588836C - Überstromauslöser, insbesondere thermischer Überstromauslöser oder Überstromschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überstromauslöser, insbesondere thermischen Überstromauslöser oder Überstromschalter, mit drei Auslöseelementen.

Es sind bereits thermische Überstromauslöser mit drei Auslöseelementen in den verschiedensten Konstruktionen bekanntgeworden. Es ist auch bereits bekannt, einen Differentialschutz vorzusehen, dergestalt, daß ein Auslösen bzw. Abschalten früher erfolgt, wenn nur ein oder nur zwei Bimetallstreifen stark erwärmt werden, als wenn alle drei Bimetallstreifen gleichmäßig stark erhitzt werden. Diese bekannten Überstromauslöser sind verhältnismäßig kompliziert gestaltet und bieten daher leicht Fehlerquellen, so daß sie in der Praxis nicht immer mit genügender Zuverlässigkeit arbeiten (deutsche Auslegeschrift 1 197 169).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sehr einfache Konstruktion eines Überstromauslöse'rs bzw. eines Uberstromschalters zu schaffen, welcher bei einfacher Gestaltung des Differentialschutzes größtmögliche Sicherheit und Zuverlässigkeit bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ■ bei einem Überstromauslöser der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Enden der Auslöseelemente als Angriffsstellen an drei Ecken ein gleichseitiges Dreieck bilden, daß an diesen Angriffsstellen eine Platte derart beweglich gelagert ist, daß sie um jede der drei Seiten des gleichseitigen Dreiecks schwenkbar ist und daß die Platte im Bereich ihrer Eckpunkte, die ein weiteres gleichseitiges Dreieck bilden, welches größer ist als das durch die Angriffsstellen der Auslöseelemente gebildete gleichseitige Dreieck und dessen Seiten parallel zu den Seiten des kleineren gleichseitigen Dreiecks verlaufen, mit Kontaktvorrichtung gen zusammenarbeitet. Durch diese Maßnahmen wird in einfacher Weise erreicht, daß bei Ansprechen nur eines oder zweier Auslöseelemente die Ausschaltung schon bei einem geringeren Überstrom erfolgt, als dies bei Überstrom in allen drei Auslöseelementen der Fall" ist. Die Erfindung beruht also auf der Erkenntnis, daß eine unsymmetrische Überstrombelastung schädlicher als eine symmetrische Überstrombelastung ist, im ersteren Falle also eine Ausschaltung bereits bei geringerem Überstrom erfolgen muß.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei folgendes erläutert. Die Auslöseelemente sind nach dem Grundgedanken der Erfindung so angeordnet, daß die Verbindung ihrer Angriffsstellen ein gleichseitiges Dreieck bildet. Die Auslöseelemente greifen an einer Platte an, die größer ist als das durch die Verbindung der Angriffsstellen der Auslöseelemente gebildete Dreieck, so daß bei der Einwirkung, z.B. der Ausbiegung nur eines oder zweier Auslöseelemente, sich die verschiebbare Platte schrägstellt und dadurch die Auslösezone bei kleincrem Strom erreicht als beigleichseitiger Erwärmung der drei Auslöseelemente. Auch wenn sich nur ein einziges Auslöseelement erwärmt, ist dessen Wärmeenergie geringer als die von drei erwärmten Auslöscelementen, um die Auslöselinie bzw. die Auslösezone zu erreichen. Auf diese Weise wird ein besonders einfacher Differentialschutz erreicht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die Auslöscelemente als Bimetalle ausgebildet sind, welche bei ihrer Erwärmung die Platte bewegen, daß Federbügel vorgesehen sind, welche durch die Bewegung der Platte umschnappen und Kontaktstücke betätigen oder eine Verklinkung lösen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch erzielt, daß die Platte im Bereich der Eckpunkte des größeren Dreiecks unmittelbar Kontaktstücke betätigt, die als öffnungs- und/oder Schließkontakte ausgebildet sind.

In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, daß zumindest die Öffnungskontakte in Reihe geschaltet

ίο sind.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine weitere Platte mit Kontaktstücken vorgesehen ist, welche im Bereich eines Endes eines Bimetallkompensationsstreifens gelagert ist, der seinerseits mit seinem anderen Ende fest an einem Gehäuse gehalten ist. Auf diese Weise kann die Auslöselinie bzw. Auslösezone durch den zusätzlichen Kompensationsstreifen je nach der Außentemperatur verschoben werden, um bei ein- und demselben Strom die Auslöseelemente denselben Abstand zwischen den Auslöseelementen einerseits "und der Auslöselinie bzw. Auslösezone andererseits zu erreichen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Platte mittels

25,einer Schraube zur Einstellung des" Auslösepunktes mit dem Bimetallkompensationsstreifen verbunden ist. Auf diese Weise kann die Auslöselinie bzw. Auslösezone durch diese zusätzliche zur Einstellung dienende Schraube verschoben werden, so daß die Einstellströme z. B. im Verhältnis 1 :2 erreicht werden.

Eine einfache und übersichtliche Konstruktion wird dadurch erreicht, daß die Platte aus einem kreisförmigen Mittelteil und drei nach außen ragenden Armen besteht.

Die Konstruktion wird ferner, insbesondere für die Vornahme der Anschlüsse, dadurch vereinfacht, daß die Bimetalle als Bimetallstreifen ausgebildet und so gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß sie mit nach außen aus dem Gehäuse herausragenden Zuleitungen für den elektrischen Anschluß und mit Heizwicklungen der Bimetallstreifen verbunden sind.
Schließlich ist es für die Wiedereinschaltung des Überstromauslösers bzw. des Uberstromschalters von Vorteil, daß unterhalb der Auslöseelemente eine weitere Platte vorgesehen ist, welche entsprechend der Platte ausgebildet ist, daß im Bereich der Angriffsstellen der Auslöseelemente mit diesen verbundene Stifte als Abstandshalter zwischen den beiden Platten vorgesehen sind, daß die beiden Platten mittels Federn miteinander verbunden sind, und daß die untere Platte Mitnehmer zur Rückbetätigung der Federbügel aufweist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil,.daß die Rückbetätigung des Federbügels durch die in Ruhestellung zurückkehrenden Auslöseelemente und durch Ausnutzung der dadurch erzeug-■ ten Kräfte erfolgt, beispielsweise während des Abkühlens der Bimetallstreifen. Dabei wird gleichzeitig gewährleistet, daß eine Wiedereinschaltung erst dann erfolgt, wenn die Auslöseelemente praktisch in ihre Ruhelage zurückgekehrt sind. Die Wiedereinschaltung als solche geht schlagartig vonstatten.

Letztlich wird noch erfindungsgemäß vorgeschla-

ö5 gen, daß eine von Hand zu betätigende Vorrichtung zum Wiedereinschalten und Spannen eines Kraftspeichers vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungs-

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beispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Platte 23. Beide Platten 22, 23 haben vorteilhafter-

Es zeigt weise die gleiche Form und bestehen aus einem kreis-

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Schema eines ther- förmigen Mittelteil und drei radialen Armen 22 a,

mischen Überstromauslösers, 22 b, 22 c. Die beiden Platten 22, 23 könnenmit Ieich-

F i g. 2 eine Seitenansicht auf eine Platte des ther- 5 ten Federn 24, 25 miteinander verbunden sein. Es sind

mischen Auslösers bei gleichmäßiger thermischer außerdem Führungen bzw. Halterungen, die in der

Belastung der Auslöseelemente, Zeichnung nicht dargestellt sind, vorgesehen, die aber

F i g. 3 eine Seitenansicht auf die Platte des ther- die Bewegungen der Platten nicht beeinflussen,

mischen Auslösers bei ungleichmäßiger thermischer Oberhalb der Platte 22 ist noch eine dritte Platte

Belastung der Auslöseelemente, io 26 vorgesehen, welche ebenfalls in nicht gezeichneten

Fig. "4 einen Schnitt durch einen thermischen Führungen gehalten ist. Diese Platte 26 trägt die

Überstromauslöser, Kontaktstücke, welche in Fig. 4 stark vereinfacht

F i g. 5 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie V-V in mit den Bezugszeichen 27, 28 versehen sind. Die in

F i g. "4, F i g. 4 gewählte Konstruktion dient nur der besseren

. F i g. 6 bis 8 eine Einzelheit aus F i g. 4, 15 Veranschaulichung. In Wirklichkeit kann die gesamte

Fig. 9 ein Schaltschema für die Reihenschaltung Anordnung höhenmäßig wesentlich gedrängter und

der Öffnungskontakte und ' mit anderen räumlich zweckmäßigeren Bauelementen

Fig. 10 ein Schaltschema für die Parallelschaltung hergestellt werden. Die Platte 26 ist auf einem

der Schließkontakte. ' Bimetallkompensationsstreifen 29 gelagert. Zwischen

Fig. 1 zeigt ein Schema zur Verdeutlichung der 20 dem Bimetallkompensationsstreifen 29 und der Platte Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Überstrom- 26 liegt eine Verstellvorrichtung für die Auslöseauslösers. Mit den Bezugszeichen 1 bis 3 sind drei als einrichtung, weiche als Schraube 30 ausgebildet ist. Bimetallstreifen ausgebildete Auslöseelemente be- Beim Betätigen der Schraube nach links bewegt sich zeichnet. Diese Bimetallstreifen sind je mit einer nicht die Platte 26 nach unten, beim Betätigen der Schraube gezeichneten elektrischen Wicklung versehen. Die 25 nach rechts bewegt sich die Schraube relativ zum Bimetallstreifen sind so angeordnet, daß ihre Angriffs- Bimetallkompensationsstreifen 29 nach oben. Demstellen 4, 5. 6 an den Ecken eines gleichseitigen Drei- entsprechend ändert sich die Auslösezone gegenüber eckes7a liegen. Auf diesen drei Bimetallstreifen, und der Platte 22, weiche mit ihren Eckpunkten ein grözwar auf den drei Angriffsstellen, ist eine Platte 7 ßeres gleichseitiges Dreieck 22 e bildet und mit den beweglich derart gelagert, daß sie um alle Seiten des 3° Kontaktstücken 27, 28 der Platte 26 zusammenwirkt, besagten Dreieckes 7 α schwenken kann. In dem Aus- In den F i g. 4 und 5 sind zwei dieser Eckpunkte des führungsbeispiel gemäß F i g. 1 ist die Platte 7 eben- gleichseitigen Dreiecks 22 d mit den Bezugszeichen falls als gleichseitiges Dreieck 7 b ausgebildet, deren 27 a, 28 α versehen.

äußere Eckpunkte 8, 9, 10 mit den nachfolgend be- F i g. 5 zeigt den thermischen Auslöser gemäß der

schriebenen Kontaktvorrichtungen oder Auslöse-bzw. 35 Schnittlinie V-V nach Fig. 4. Die Auslöseelemente

Ausschalteinrichtungen zusammenwirken. 15, 16, 17 sind je mit einer Heizwicklung 15 a, 16 a,

Die F i g. 2 und 3 veranschaulichen im Prinzip die 17 α versehen und besitzen Zuleitungen 15 b, 16 b,

Wirkungsweise der oben geschilderten Vorrichtung. YIb und Ableitungen 15 c, 16 c, 17 c. Die Angriffs-

Eine strichpunktierte Linie 11 soll eine Auslöselinie stellen der Auslöseelemente liegen an derf Stiften 19,

oder eine ebenfiächige Auslösezone bedeuten. Wenn 40 20, 21. Die Platte 22 greift mit ihren Armen 22 a,

nun die drei Bimetallstreifen durch gleichmäßige 22 b, 22 c an den Kontaktstücken 27, 28 der Platte 26

Belastung der drei Wicklungen gleichmäßig erwärmt an.

werden, so daß sie sich gemäß den Pfeilen 4 a, Sa, 6 a Beim Erwärmen der Auslöseelemente wird die Vergleichmäßig um eine Strecke 12 anheben, so wird die bindung zwischen der Platte 22 und den Kontakt-Platte 7 um die gleiche Strecke gleichmäßig angeho-' 45 stücken 27, 28 hergestellt. Die Fig. 6-bis 8 zeigen ein ben. Sie erreicht jedoch an keiner Stelle die Auslöse- Ausführungsbeispiel für die Gestaltung der Kontaktlinie 11 oder die Auslösezone. Wenn dagegen gemäß vorrichtung, wie sie an einer Ecke der ebenfalls F i g. 3 beispielsweise nur das Auslöseelement 1 er- dreieckig ausgebildeten Platte 26 bzw. mit dieser zuwärmt wird und gemäß dem Pfeil 4 α zur Auswirkung sammenwirkend vorgesehen ist. In Fig. 6 stellen kommt, so kippt bzw. schwenkt die Platte 7 um eine 50 Kontaktstücke 31 die Öffnungskontakte und Kontakt-Achse durch. die Angriffsstellen 5, 6 und erreicht stücke 32 die Schließköntakte dar. Normalerweise schon bei gleicher Strecke 12 des Auslöseelementes 1 befindet sich eine Feder 33 in der Stellung gemäß die Auslöselinie oder -zone 11 im Punkt8, so daß Fig. 6. Wenn nun unter der Wirkung des entsprecine Auslösung erfolgt. ' chenden Auslöseelementes eine Kraft gemäß einem

In diesem Sinne arbeitet der thermische Über- 55 Pfeil 34 auf eine federnde Zunge 35 ausgeübt wird, so

Stromauslöser nach dem Ausführungsbeispiel gemäß springt nach einem bestimmten Ausbiegeweg ein

den Fig. 4 und 5. In einem Gehäuse 13 mit einem Federbügel 36 in die Stellung gemäß Fig. 7 und

Deckel 14 sind drei Auslöseelemente 15, 16, 17 ange- drückt die Feder 33 in die dort gezeichnete Stellung,

ordnet, die sich beim Erwärmen in Richtung der so daß die Auslösung und gleichzeitig ein Schließen

Pfeile 18 (Fig. 4) bewegen. Beim Erkalten bewegen 60 der Kontaktstücke32 erfolgt, wodurch beispielsweise

sich die Auslöseelemente 15, 16, 17 in umgekehrter ein Signal ausgelöst wird. In Fig. 4 sollen die mit den

Richtung. Die freibeweglichen Enden der Auslöse- Bezugszeichen 27, 28 angedeuteten Kontaktstücke

elemente 15,16,17 können beidseitig Stifte 19, 20, 21 zwei dieser Kontaktvorrichtungen darstellen. Die

tragen. Über den Angriffsstellen der Auslöseelemente, dritte Kontaktvorrichtung ist in F i g. 4 der Einfach-

die ebenfalls an den Eckpunkten eines kleinen gleich- 65 hcit halber nicht gezeichnet worden,

seitigen Dreiecks22d sich befinden, liegt unter Zwi- Wie die Fig. 10 und 11 im Schema zeigen, liegen

schenschaltung von Stiften 19, 20, 21 eine Platte 22 die drei Kontaktstücke 31 als Öffnungskontakte in

und unterhalb der Auslöseelemente eine weitere Reihe, während die drei Kontaktstücke 32 als Schließ-

kontakte parallel geschaltet sind. Daraus ergibt sich, daß eine Gesamtabschaltung erfolgt, wenn nur einer der Kontaktstücke 31 unterbrochen wird, während andererseits eine Sighalauslösung stattfindet, wenn mindestens einer der Kontaktstücke 32 geschlossen wird. ■

Wenn eine Auslösung stattgefunden hat, bleibt der betreffende Öffnungskontakt im geöffneten Zustand und der Schließkontakt im geschlossenen Zustand, bis die Platte 23 durch die erkaltenden Auslöseelemente in die Ruhestellung gebracht wird. Dabei erfolgt über Mitnehmer 37 die Wiedereinschaltung der betreffenden Kontaktstücke, indem die Schließkontakte wieder öffnen und die Öffnungskontakte wieder schließen. Die Wirkungsweise ergibt sich aus den Fig. 6 bis 8, d. h. der Mitnehmer 37 wirkt nunmehr in Richtung des Pfeiles 38 in Fi g. 7, wodurch die-Zunge 35 nach unten ausgebögen wird, der Federbügel 36 zurückschnappt und ein Zurückfedern der Feder 33 in die Ursprungslage bewirkt. Damit ist der Anfangszustand wieder hergestellt. Es wird besonders darauf hingewiesen, daß ein wesentlicher Vorteil der oben-erläu-" terten Vorrichtung darin besteht, daß die abkühlenden Auslöseelemente ihre Kraft für die Wiedereinschaltung der Vorrichtung zur Verfügung stellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch durch einen vorher gespannten Kraftspeicher mittels der Auslöseelemente ausgelöst werden, so daß kräftige Kontaktstücke vorgesehen werden können und die Wiedereinschaltung durch Handbetätigung erfolgen kann.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Überstromauslöser, insbesondere thermischer Überstromauslöser oder Überstromschalter, mit drei Auslöseelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Auslöseelemente (1, 2, 3; 15, 16, 17) als Angriffsstellen (4, 5, 6;

19, 20, 21) an drei Ecken ein gleichseitiges Dreieck (7a; 22 d) bilden, daß an diesen Angriffsstel-Ien (4, 5, 6; 19, 20, 21) eine Platte (7; 22) derart beweglich gelagert ist, daß sie um jede der drei Seiten des gleichseitigen Dreiecks (7a; lld) schwenkbar ist und daß die Platte (7; 22) im Bereich ihrer Eckpunkte, die ein weiteres gleichseitiges Dreieck (76; lie) bilden, welches größer ist als das durch' die Angriffsstellen (4, 5, 6; 19,

20, 21) der Auslöseelemente (1, 2, 3; 15, 16, 17) gebildete gleichseitige Dreieck (7a; lld) und dessen Seiten parallel zu den Seiten des kleineren gleichseitigen Dreiecks (7 a; 22 d)' verlaufen, mit Kontaktvorrichtungen (27, 28; 31 bis 36) zusammenarbeitet.

2. Überstromauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseelemente (1, 2, 3; 15,16,17) als Bimetalle ausgebildet sind, welche bei ihrer Erwärmung die Platte (7, 22) bewegen, daß Federbügel (36) vorgesehen sind, welche durch die Bewegung der Platte (7, 22) umschnappen und Kontaktstücke betätigen oder eine Verklinkung lösen.

3. Überstromauslöser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (7, 22) im Bereich der Eckpunkte des größeren Dreiecks (7b; lie) unmittelbar Kontaktstücke (32, 33) betätigt, die als öffnungs- und/oder' Schließkontakte ausgebildet sind.

4. Überstromauslöser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Öffnungskontakte in Reihe geschaltet sind.

5. Überstromauslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Platte (26) mit Kontaktstücken (27, 28) vorgesehen ist, welche im Bereich eines Endes eines Bimetallkompensationsstreifens (29) gelagert ist, der seinerseits mit seinem anderen Ende fest an einem Gehäuse (13) gehalten ist.

6. Überstromauslöser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (26) mittels ' einer Schraube (30) zur Einstellung des Auslösepunktes mit dem Bimetallkompensationsstreifen (29) verbunden ist.

7. Überstromauslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (22) aus einem kreisförmigen Mittelteil und drei nach außen ragenden Armen (Ha, 11 b, 11 c) besteht.

8. Überstromauslöser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetalle als Bimetallstreifen ausgebildet und so gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß sie mit nach außen aus dem Gehäuse (13) herausragenden Zuleitungen (15 b, 16 b, 17 b) für den elektrischen Anschluß und mit Heizwicklungen (15 α, 16 α, 17 α) der Bimetallstreifen verbunden sind.

9. Überstromauslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Auslöseelemente (15, 16, 17) eine ■weitere Platte (23) vorgesehen ist, welche entsprechend der Platte (22) ausgebildet ist, daß im Bereich der Angriffsstellen der Auslöseelemente (15, 16, 17) mit diesen verbundene Stifte (19, 20, 21) als Abstandshalter zwischen den beiden Platten (22, 23) vorgesehen sind, daß die beiden Platten (22, 23) mittels Federn (24, 25) miteinander verbunden sind, und daß die untere Platte (23) Mitnehmer (37) zur Rückbetätigung der Federbügel (36) aufweist.

10. Überstromauslöser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine von Hand zu betätigende Vorrichtung zum Wiedereinschalten· und Spannen eines Kraftspeichers vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen