DE19946206A1

DE19946206A1 - Überstromauslöser

Info

Publication number: DE19946206A1
Application number: DE1999146206
Authority: DE
Inventors: Rudolf Graefenhahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2000-11-23

Abstract

Eine Spule (7) eines Überstromauslösers (2) ist über einen Strompfad mit einem Strom (I) beaufschlagbar. Wenn ein dadurch von der Spule (7) auf ein Auslöseelement (9) ausgeübtes Anzugsmoment eine von einer Rückstellfeder (11) auf das Auslöseelement (9) ausgeübte Haltekraft überwiegt, wird das Auslöseelement (9) in eine Auslösestellung ausgelenkt. Dadurch wird ein Öffnen des Strompfades ausgelöst. Erfindungsgemäß ist die Haltekraft kontinuierlich einstellbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überstromauslöser mit einer Spule und einem Auslöseelement,

- wobei die Spule über einen Strompfad mit einem Strom beauf schlagbar ist,
- wobei bei Beaufschlagung mit dem Strom die Spule auf das Auslöseelement ein Anzugsmoment ausübt,
- wobei das Auslöseelement von einer Rückstellfeder in einer Ruheposition gehalten wird, solange eine von der Rückstell feder auf das Auslöseelement ausgeübte Haltekraft das An zugsmoment überwiegt,
- wobei das Auslöseelement von der Spule in eine Auslösestel lung ausgelenkt wird, wenn das Anzugsmoment über die Halte kraft ansteigt,
- wobei das Auslenken des Auslöseelements ein Öffnen des Strompfades auslöst.

Zum Schalten und Schützen von Motoren und anderen elektri schen Verbrauchern werden Leistungsschalter eingesetzt. Diese werden in unterschiedlichen Baugrößen hergestellt. Zum Motor- und Anlagenschutz sind sie unter anderem mit unverzögerten Überstromauslösern bestückt. Diese werden üblicherweise als elektromagnetische Auslöser konzipiert und bestehen im we sentlichen aus folgenden Einzelteilen: Einer Spule, einem Spulenkörper, einem Anker, einem Pol, einen Stößel, einer Rückhaltefeder und einem Joch. Der Anker ist durch die Rück haltefeder vorgespannt und wird von der Spule bei einem be stimmten Auslösestrom angezogen. Dabei wirkt die Ankerbewe gung auf das Schaltschloß des Leistungsschalters und ein be wegliches Schaltstück, um die Kontakte zu öffnen. Der Auslö sestrom entspricht je nach Einsatzgebiet dem 12- bzw. 19fachen eines Nenn- oder Bemessungsstromes. Er darf nach IEC 60 947 maximal um ± 20% schwanken.

Um die Toleranzgrenzen der IEC 60 947 einhalten zu können, werden im Stand der Technik unterschiedlich starke Federn für unterschiedliche Vorspannungen am Anker eingebaut. Die Über stromauslöser werden derart gestaltet, daß ein Wechsel der Rückstellfeder an der Baugruppe leicht möglich ist.

In einer anderen Ausführungsform des Standes der Technik ist die Federaufnahme so gestaltet, daß ein Umhängen eines Feder schenkels möglich ist und so die Rückstellkraft am Anker va riierbar ist.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Anker-Pol-Abstand zu verändern, um die Ansprechgrenze entsprechend einzustel len. Bei dieser Methode ist jedoch von Nachteil, daß die Be tätigungswege, die vom Anker abhängen, ungünstig beeinflußt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Überstromauslöser zu schaffen, bei dem der Auslösestrom leicht und exakt einstellbar ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Haltekraft kontinu ierlich einstellbar ist.

Die kontinuierliche Einstellbarkeit der Haltekraft kann bei spielsweise dadurch erreicht werden, daß die Rückstellfeder als Torsionsfeder mit zwei Auslegern ausgebildet ist und der eine Ausleger sich am Auslöseelement und der andere Ausleger sich an einem kontinuierlich verdrehbaren Verstellelement ab stützt.

Wenn die Rückstellfeder eine Torsionsachse aufweist, das Ver stellelement um eine Drehachse verdrehbar ist und die Dreh achse mit der Torsionsachse koinzidiert, ist der Überstrom auslöser konstruktiv besonders einfach aufgebaut.

Wenn das Verstellelement eine äußere Verzahnung aufweist, in die eine Betätigungsschraube eingreift, ergibt sich ein selbsthemmendes Schneckengetriebe, so daß ein selbsttätiges Verstellen der Rückstellfeder ausgeschlossen ist.

Wenn die Verzahnung um das Verstellelement umläuft, ist ein besonders großer Einstellbereich für die Haltekraft erziel bar.

Wenn die Betätigungsschraube von dem anderen Ausleger gegen einen Anschlag gedrückt wird, ergibt sich ein besonders ein facher konstruktiver Aufbau des Überstromauslösers.

Wenn die Betätigungsschraube eine Gewindesteigung von minde stens einem Millimeter pro Umdrehung aufweist, läßt sich eine gewünschte Vorspannung schnell einstellen.

Wenn das Verstellelement eine Halteausnehmung aufweist und der andere Ausleger in der Halteausnehmung angeordnet ist, ist die Rückstellfeder im Verstellelement besonders sicher gehalten.

Wenn die Spule in einem Spulenkörper angeordnet ist und das Verstellelement bezüglich des Spulenkörpers ortsfest gelagert ist, ergibt sich ein konstruktiv besonders einfacher Aufbau.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zei gen in Prinzipdarstellung

Fig. 1 eine Schaltung mit einem Überstromauslöser,

Fig. 2 einen Leistungsschalter mit einem Überstromauslöser und

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung eines Überstromauslösers.

Gemäß Fig. 1 ist eine Last 1 über einen Strompfad, der einen Überstromauslöser 2 und einen Kontakt 3 umfaßt, an eine Span nung U anschließbar. Durch den Überstromauslöser 2 fließt da her ein Strom I.

Der Kontakt 3 wird durch eine Kontaktfedereinrichtung 4 in seiner geschlossenen Stellung gehalten. Wenn der Strom I ei nen Grenzwert übersteigt, löst der Überstromauslöser 2 aus. Er öffnet dann zwangsweise den Kontakt 3. Ferner wird die Kontaktfedereinrichtung 4 freigegeben, so daß sie den Kontakt 3 nicht wieder schließt. Ein erneutes Schließen des Kontakts 3 ist nur durch manuelles Betätigen der Kontaktfedereinrich tung 4 möglich.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Aufbau des Überstromauslösers 2. Gemäß den Fig. 2 und 3 weist der Überstromauslöser 2 zunächst einen Stößel 5 auf, der in einem Eisenkern 6 einer Spule 7 verschieblich gelagert ist. Die Spule 7 wiederum ist in einem Spulenkörper 8 angeordnet. Mittels des Stößels 5 ist der Kon takt 3 gegen die Kraft der Kontaktfedereinrichtung 4 zwangs weise öffenbar.

Die Spule 7 ist Teil des Strompfades und wird daher mit dem Strom I beaufschlagt. Die Spule 7 übt daher auf ein Auslöse element 9 ein Anzugsmoment aus, das im wesentlichen abhängig vom Strom I ist, und zwar quadratisch-proportional.

Das Auslöseelement 9 weist an seinem oberen Ende einen Teller 10 auf. An dem Teller 10 stützt sich eine Rückstellfeder 11 ab und übt daher auf das Auslöseelement 9 eine Haltekraft aus. Solange die Haltekraft das Anzugsmoment überwiegt, wird das Auslöseelement 9 in einer Ruheposition gehalten. Wenn hingegen das Anzugsmoment mit steigendem Strom (Überstrom) über die Haltekraft ansteigt, wird das Auslöseelement 9 von der Spule 7 in eine Auslösestellung ausgelenkt. Dabei wird zunächst ein Auslösehebel 12 betätigt, mittels dessen die Kontaktfedereinrichtung 4 freigegeben wird. Unmittelbar dar auf wird der Stößel 5 verschoben, so daß der Kontakt 3 zwangsweise geöffnet wird, noch bevor die von der Kontaktfe dereinrichtung 4 ausgeübte Kraft abgebaut ist. Das Auslenken des Auslöseelements 9 löst somit ein Öffnen des Strompfades aus.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist die Rückstellfeder 11 als Torsions feder 11 ausgebildet. Sie weist zwei Ausleger 13, 14 auf. Mit dem einen Ausleger 13 stützt sich die Rückstellfeder 11 am Teller 10 des Auslöseelements 9 ab, mit dem anderen Ausleger 14 an einem Verstellelement 15. Hierzu weist das Verstellele ment 15 eine Halteausnehmung 15' auf, in welcher der andere Ausleger 14 angeordnet ist.

Die Rückstellfeder 11 weist eine Torsionsachse 16 auf, die mit einer Drehachse 17 koinzidiert, um die das Verstellele ment 15 kontinuierlich verdrehbar ist.

Das Verstellelement 15 ist bezüglich des Spulenkörpers 8 ortsfest gelagert. Es weist eine umlaufende äußere Verzahnung 18 auf, in die eine Betätigungsschraube 19 eingreift. Die Be tätigungsschraube 19 wird von dem anderen Ausleger 14 gegen einen Anschlag 20 gedrückt.

Durch Verdrehen der Betätigungsschraube 19 ist das Verstell element 15 um seine Drehachse 17 drehbar. Durch das Verdrehen des Verstellelements 15 ist somit die Haltekraft kontinuier lich einstellbar.

Die Betätigungsschraube 19 ist so angeordnet, daß sie sowohl vorab einstellbar ist als auch dann, wenn der Überstromauslö ser 2 in einen Schutzschalter eingebaut ist. Sie kann prinzi piell beliebig ausgebildet sein. Wenn sie aber eine Gewinde steigung von mindestens 1 mm/Umdrehung aufweist, ist die Hal tekraft schnell auf den gewünschten Wert einstellbar. Dennoch ergibt sich durch das Zusammenwirken von Verstellelement 15 und Betätigungsschraube 19 ein selbsthemmendes Schneckenge triebe, welches ein eigenständiges Verändern der Haltekraft ausschließt.

Mit dem Überstromauslöser 2 der vorliegenden Erfindung ist somit auf einfache Weise ein kontinuierliches Einstellen der Haltekraft und damit des Auslösestroms möglich. Ein Auswech seln oder Umhängen der Rückstellfeder 11 ist nicht erforder lich.

Claims

1. Überstromauslöser mit einer Spule (7) und einem Auslöse element (9),

- wobei die Spule (7) über einen Strompfad mit einem Strom (I) beaufschlagbar ist,
- wobei bei Beaufschlagung mit dem Strom (I) die Spule (7) auf das Auslöseelement (9) ein Anzugsmoment ausübt,
- wobei das Auslöseelement (9) von einer Rückstellfeder (11) in einer Ruheposition gehalten wird, solange eine von der Rückstellfeder (11) auf das Auslöseelement (9) ausgeübte Haltekraft das Anzugsmoment überwiegt,
- wobei das Auslöseelement (9) von der Spule (7) in eine Auslösestellung ausgelenkt wird, wenn das Anzugsmoment über die Haltekraft ansteigt,
- wobei das Auslenken des Auslöseelements (9) ein Öffnen des Strompfades auslöst,

dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft kontinuierlich einstellbar ist.

2. Überstromauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (11) als Torsionsfeder (11) mit zwei Auslegern (13, 14) ausgebildet ist und daß der eine Ausleger (13) sich am Auslöseelement (9) und der andere Ausleger (14) sich an einem kontinuierlich verdrehbaren Verstellelement (15) abstützt.

3. Überstromauslöser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (11) eine Torsionsachse (16) auf weist, daß das Verstellelement (15) um eine Drehachse (17) verdrehbar ist und daß die Drehachse (17) mit der Torsionsachse (15) koinzidiert.

4. Überstromauslöser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellelement (15) eine äußere Verzahnung (18) aufweist, in die eine Betätigungsschraube (19) eingreift.

5. Überstromauslöser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (18) um das Verstellelement (15) um läuft.

6. Überstromauslöser nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsschraube (19) von dem anderen Ausleger (14) gegen einen Anschlag (20) gedrückt wird.

7. Überstromauslöser nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsschraube (19) eine Gewindesteigung von mindestens einem Millimeter pro Umdrehung aufweist.

8. Überstromauslöser nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellelement (15) eine Halteausnehmung (15') aufweist und daß der andere Ausleger in der Halteausneh mung (15') angeordnet ist.

9. Überstromauslöser nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (7) in einem Spulenkörper (8) angeordnet ist und daß das Verstellelement (15) bezüglich des Spu lenkörpers ortsfest gelagert ist.