DE3308437A1 - Unterspannungsausloeser fuer elektrische niederspannungs-schutzschalter - Google Patents

Description

• Unterspannungsauslöser für elektrische
• Niederspannungs-Schutzschalter Die Erfindung betrifft einen Unterspannungsauslöser für elektrische Niederspannungs-Schutzschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Derartige Unterspannungsauslöser werden zum Spannungsüberwachen oder zum verriegeln verwendet. Der Schutzschalter oder das betreffende Schaltgerät kann erst eingeschaltet werden, wenn der Unterspannungsauslöser an Spannung liegt.
• Liegt keine Spannung am Unterspannungsauslöser, so führt ein Betätigen des Schalters zu Leerschaltungen. Dies ist auchbei nicht ausreichender Spannung der Fall.
• Der Toleranzbereich für die Spannung ist durch die entsprechenden elektrotechnischen Bestimmungen vorgegeben. So besagt z.B. VDE 0660 Teil 102 in Abschnitt 7.7.2.4, daß das Schließen des Schalters nicht verhindert werden darf, wenn die Steuer spannung gleich oder grOßer als 85 % der Nennsteuerspannung ist. Andererseits müssen Unterspannungsauslöser das Offnen des Leistungsschalters bei einem Wert zwischen 70 % und 35 % ihrer Nennspannung bei Nennfrequenz bewirken, auch wenn die Spannung langsam fällt. Diese Toleranzgrenzen werden von den bekannten Geräten zwar in aller Regel eingehalten; dafür ist jedoch eine genaue Auslegung der magnetischen Werte und der den Magnetanker vom Magnetkern abziehenden Federn erforderlich, da bei geöffnetem Unterspannungsauslöser der Luftspalt zwischen Magnetanker und Magnetkern das Magnetfeld erheblich beeinflußt. Eine weitere Bestimmung VDE 0113 fordert im Abschnitt 5.3.1, daß bei Wiederkehr der Spannung nach einem Spannungsausfall die Maschine nicht selbsttätig anlaufen darf. Alle spannungsführenden Teile des Steuerstromkreises müssen daher bei ausgeschaltetem Hauptschalter spannungsfrei sein.
• Bei den bekannten Schaltgeräten mit Unterspannungsauslöser liegt entweder der Unterspannungsauslöser dauernd an Spannung und erfüllt die zuletzt genannte Forderung aus VDE 0113 nicht oder es sind äußerst aufwendige und platzraubende Konstruktionen erforderlich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Unterspannungsauslöser für elektrische Schutzschalter bzw. Schaltgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bei kompakter und einfacher Bauweise so auszubilden, daß er in einem engen Toleranzbereich sicher und zuverlässig arbeitet und gleichzeitig für das Schaltgerät selbst in der Einschaltphase den eingeschalteten Zustand simuliert.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung im wesentlichen durch den Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 6 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.
• Dadurch, daß der Magnetanker des Unterspannungsauslösers im ausgeschalteten Zustand des Schutzschalters bzw. Schaltgerätes mittels eines Andrückhebels und einer auf diesen wirkenden Druck feder in der angezogenen Stellung gehalten wird, kann für den Schutzschalter bzw. das Schaltgerät ein Zustand simuliert werden, als läge am Unterspannungsauslöser Spannung an.
• In der Einschaltphase wird dann der Unterspannungsauslöser über einen voreilenden Hilfsschalter tatsächlich vorzeitig an Spannung gelegt. Gleichzeitig betätigt eine am Einschalt-Druckknopf des Schalters befindliche Nase bei der Bewegung des Druckknopfes in die Ein-Stellung den Andrückhebel und gibt damit den Magnetanker des Unterspannungsauslösers frei.
• Ist die über den voreilenden Hilfsschalter angelegte Spannung ausreichend hoch, so bleibt der Magnetanker in der angezogenen Stellung und der Schutzschalter bzw. das Schaltgerät läßt sich einschalten. Reicht die Spannung jedoch nicht aus, so fällt der Magnetanker ab. Dabei wird über einen am Anker angelenkten Umlenkhebel der Auslöseschieber betätigt und wirkt mittels eines Ubertragungsgliedes unmittelbar auf das Schaltschloß des Schaltgerätes ein und verhindert damit die Einschaltung.
• Durch die Erfindung ergibt sich der weitere Vorteil, daß sich die Aniugspannung unabhängig von dem voreilenden Hilfsschalter etwas enger tolerieren läßt, da durch den bereits angedrückten Magnetanker kein das Magnetfeld störender Luftspalt vorhanden ist.
• Beim Zusammenwirken mit dem voreilenden Hilfsschalter wird somit für das Gerät zunächst der eingeschaltete Zustand so simuliert, als ob der Unterspannungsauslöser bereits an Spannung läge, nur braucht er bei der Erfindung nicht an Spannung zu liegen, wodurch einer ganz wesentlichen Forderung von VDE 0113 genügt wird, daß beim Abschalten alle Teile spannungsfrei geschaltet sind.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Es zeigen Fig. 1 die wesentlichen Bauteile eines Schutzschalters mit Unterspannungsauslöser und voreilendem Hilfsschalter in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 eine teilweise weggebrochene Darstellung der Funktionsweise des Schalters bei der Position II von Fig. 1, Fig. 3 eine ebenfalls teilweise weggebrochene Darstellung der Funktionsweise des Schalters bei Position III von Fig. 1, Fig. 4 eine Vorderansicht des Unterspannungsauslösers mit teilweise weggebrochenem Gehäusedeckel, Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch den Unterspannungsauslöser gemäß Schnittlinie V - V von Fig. 4, Fig. 6 eine Rückansicht des Unterspannungsauslösers in Richtung des Pfeiles VI von Fig. 1, Fig. 7 eine schematische Darstellung der gegenseitigen Zuordnung der für die Funktionsweise des Unterspannungsauslösers maßgeblichen Teile, Fig. 8 eine schematische Funktionsdarstellung des Unterspannungsauslösers im Schaltzustand vor der Betätigung des Einschalt-Druckknopfes des zugehörigen Schutzschalters, Fig. 9 den Unterspannungsauslöser bei eingeschaltetem Schutzschalter und ausreichender Steuerspannung und Fig. 10 den Unterspannungsauslöser bei niedergedrücktem Einschalt-Druckknopf des Schutzschalters, jedoch bei nicht ausreichender Steuerspannung und somit im Auslösezustand.
• In Fig. 1 bis 3 der Zeichnung ist ein elektrischer Niederspannungs-Schutzschalter 1 mit einem Schaltschloß 2 gezeigt, bei dem ein Einschalt Druckknopf 3 und ein Ausschalt-Druckknopf 4 in einem vom Grundkörper 5 des Scbalters aufragenden Schachtteil 6 parallel nebeneinander anbeordnet sind.. An das Schaltschloß 2 ist ein Unterspannungsauslöser 7 und an den Grundkörper 5 ein voreilender Hilfsschalter 8 angebaut, deren Funktionsweise im folgenden näher erläutert wird.
• Wie in Fig. 1 und 2 im einzelnen zu erkennen ist, steht von dem Einschalt-Druckknopf 3 eine Betätigungsnase 9 zu dem Unterspannungsauslöser 7 hin seitlich hervor, die beim Niederdrücken des Einschalt-Druckknopfes 3 an einem Andrückhebel 10 (Fig. 6 bis 10) an der Rückseite des Unterspannungsauslösers 7 angreift, während an der gegenüberliegenden Seite des Schaltschlosses 2 neben dem Ausschalt-Druckknopf 4 des Schutzschalters ein federbelastetes Ubertragungsglied 11 vorgesehen ist, das bei Betätigung durch einen am Unterspannungsauslöser 7 vorgesehenen Auslöseschieber 12 eine Leerschaltung des Schaltschlosses 2 bewirkt.
• Der voreilende Hilfsschalter 9 wird beim Niederdrücken des Einschalt-Druckknopfes 3 durch ein am Grundkörper 5 des Schutzschalters 1 seitlich angeordnetes Ubertragungsglied 13 betätigt und legt den Unterspannungsauslöser 7 in der Einschaltphase vorzeitig an Spannung.
• Wie in Fig. 4 bis 10 weiterhin zu erkennen ist, besteht der Unterspannungsauslöser 7 aus einem im wesentlichen quaderförmigen Gehäuse 14 mit einem Gehäuseunterteil 14a und einem Gehäusedeckel 14b, in das ein Elektromagnet 15 mit einer Spule und einem Magnetkern 16 zur Betätigung eines parallel zu den Ein- und Ausschalt-Druckknöpfen 3, 4 angeordneten Magnetankers 17 eingebaut ist. Der Magnetanker 17 liegt in der Ruhestellung auf den beiden Schenkeln des U-förmigen Magnetkerns 16 flach auf und steht an einem Ende unter der Spannung einer Ankerfeder 18, die mit ihrem gegenüberliegenden Ende an einem Zapfen 19 des Gehäuseunterteils 14a eingehängt ist. Der Magnetanker 17 ist mit seitlichen Lagerzapfen 20a, 20b an den Gehäusewandungen bzw. am Gehäuseunterteil 14a und am Gehäusedeckel 14b des Unterspannungsauslosers 7 derart schwenkbar gelagert, daß er bei fehlender oder nicht ausreichender Spannung unter der Wirkung der Ankerfeder 18 mit seinem gegenüberliegenden Ende von dem Magnetkern 16 des Elektromagneten 15 abhebt, wie dies insbesondere in Fig. 10 gezeigt ist.
• Zwischen Magnetanker 17 und Gehäuseunterteil 14a ist außerdem ein Umlenkhebel 21 mit einem Lagerzapfen 22 (Fig. 7) angeordnet, der auf etwa einem Drittel der Länge des Umlenkhebels 21. in ein Lagerauge 22a am Gehäuseunterteil 14a eingreift und an seinem kürzeren Hebelende über ein Langloch 23 mit einem am Magnetanker 17 etwa auf halber Länge angeordneten Zapfen 24 in Verbindung steht und an seinem gegenüberliegen den längeren Hebelende einen zu dem Lagerzapfen 22 parallel len Mitnehmerzapfen 25 aufweist, der in ein quergestelltes Langloch 26 am oberen Ende des Auslöseschiebers 12 eingreift, der an dem Gehäuseunterteil 14a etwa parallel zur Betätigungsrichtung des Ein- und des Ausschalt-Druckknopfes 3, 4 in Richtung auf das Ubertragungsglied 11 auf und ab verschiebbar geführt ist und mit seinem unteren Ende 12a das Ubertragungsglied 11 am Schaltschloß 2 betätigt.
• Wie in Fig. 5 und 6 weiterhin zu erkennen ist, ist der parallel zum Magnetanker 17 angeordnete zweiarmige Andrückhebel 10 auf einem Lagerzapfen 10c an der Außenseite des Gehäuseunterteils 14a zwischen Unterspannungsauslöser 7 und Schaltschloß 2 etwa mittig anschlagbegrenzt schwenkbar gelagert. Der Andrückhebel 10 ruht mit seinem zur Seite abgewinkelten Ende 10a auf einer Druckfeder 27 auf und übergreift mit seinem anderen, nach unten gebogenen Ende 1Ob einen von dem Magnetanker 17 durch einen Schlitz 28 im Gehäuseunterteil 14a quer zur Ebene der beiden Ein- und Ausschalt-Druckknöpfe 3, 4 hindurchragenden Sperrzapfen 29.
• Wird der Einschalt-Druckknopf 3 betätigt, so kommt die damit verbundene Betätigungsnase 9 an dem federbelasteten Ende 10a des wippenartigen Andrückhebels 10 zur Auflage und bewegt diesen so weit nach unten, daß das gegenüberliegenden, gegen den Sperrzapfen 29 nach unten gebogene Ende 1Ob des Andrückhebels von dem Sperrzapfen 29 abhebt und diesen freigibt.
• Ist der Magnetanker 17 des Unterspannungsauslösers 7 zuvor durch den in der Einschaltphase betätigten voreilenden Hilfsschalter 8 an eine ausreichend hohe Steuerspannung gelegt worden, so bleibt der Magnetanker 17 in seiner Schaltstellung von Fig. 9 und der Auslöseschieber 12 des Unterspannungsauslösers 7 verharrt in der in Fig. 4 und 9 gezeigten Lage, ohne das Ubertragungsglied 11 am Schaltschloß 2 zu betätigen.
• Der Schutzschalter 1 kann so eingeschaltet werden.
• Ist hingegen die durch den voreilenden Hilfsschalter 8 zugeführte Steuer spannung nicht ausreichend hoch oder gar nicht vorhanden, so hebt der Magnetanker 17, wie in Fig. 10 gezeigt ist, bei Freigabe des Sperrzapfens 29 durch den Andrückhebel 10 unter der Wirkung der Ankerfeder 18 von dem Magnetkern 17 des Elektromagneten 15 einseitig ab und bewirkt über den Umlenkhebel 21 und den Auslöseschieber 12 eine Betätigung des Ubertragungsgliedes 11 am Schaltschloß 2, so daß eine Leerschaltung erfolgt und der Schutzschalter 1 nicht eingeschaltet werden kann.

Claims (6)

1. P =P a t e n t ans p r ü c h e Unterspannungsauslöser für elektrische Niederspannungs-Schutzschalter mit einem von einem Elektromagneten betätigten Magnetanker, der mit einem Auslöseschieber zusammenwirkt, der auf ein Ubertragungsglied des Schutzschalters arbeitet, das zur Auslösung des Schutzschalters führt, wenn die erforderliche Steuerspannung nicht erreicht ist, und mit einem durch den Einschalt-Druckknopf des Schutzschalters betätigten voreilenden Hilfsschalter, der den Unterspannungsauslöser in der Einschaltphase vorzeitig an Spannung legt, d a d u r c h g e k e n n -z. e i c h n e t , daß der Magnetanker (17) des Unterspannungsauslösers (7) im ausgeschalteten Zustand des Schutzschalters (1) durch einen unter Federwirkung stehenden Andrückhebel (10) in der angezogenen Stellung gehalten wird.
2. 2. Unterspannungsauslöser nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Magnetanker (17) parallel zu den nebeneinander angeordneten Ein- und Ausschalt-Druckknöpfen (3, 4) des Schutzschalters (1) angeordnet ist und einen quer dazu gegen die Ebene der beiden Ein- und Ausschalt-Druckknöpfe (3, 4) gerichteten Sperrzapfen (29) für den Andrückhebel (10) aufweist.
3. 3. Unterspannungsauslöser nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Andrückhebel (10) in der Einschaltphase des Schutzschalters (1) durch eine von dem Einschalt-Druckknopf (3) gegen den Unterspannungsauslöser (7) hervorstehende Betätigungsnase (9) gegen die Wirkung einer Druckfeder (27) derart beaufschlagbar ist, daß er den Sperrzapfen (29) des Magnetankers (17) freigibt, so daß dieser bei nicht ausreichender Steuerspannung unter der Wirkung einer Feder (18) von seinem Magnetkern (16) abhebt.
4. 4. Unterspannungsauslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Magnetanker (17) und der Andrückhebel (10) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und daß an dem Magnetanker (17) ein schwenkbar gelagerter Umlenkhebel (21) angreift, der an seinem gegenüberliegenden Ende mit einem Auslöseschieber (12) verbunden ist, der beim Öffnen des Magnetankers (17) gegen ein Ubertragungsglied (11) am Schaltschloß (2) verschoben wird, das unmittelbar auf das Schaltschloß (2) einwirkt und eine Einschaltung des Schutzschalters (t) verhindert.
5. 5. Unterspannungsauslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Andrückhebel (10) als zweiarmige Wippe ausgebildet und an der Gebäuseaußenseite des Unterspannungsauslösers (7) zwischen Schaltschloß (2) und Magnetanker (17) etwa mittig derart anschlagbegrenzt schwenkbar gelagert ist, daß er an seinem unterhalb der Betätigungsnase (9) des Einschalt-Druckknopfes (3) befindlichen Ende (10a) an einer Schraubendruckfeder (27) abgestützt ist und mit seinem gegenüberliegenden, etwa hakenförmig nach unten gebogenen Ende (10b) den Sperrzapfen (29) am Magnetanker (17) übergreift, der durch einen Schlitz (28) in der Gehäusewand des Unterspannungsauslösers (7) hindurchragt.
6. 6. Unterspannungsauslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Magnetanker (17) etwa auf halber Länge einen in ein Langloch (23) an dem einen Ende des Umlenkhebels (21) eingreifenden Zapfen (24) aufweist, daß von dem Umlenkhebel (21) etwa auf einem Drittel seiner Länge ein in die Gehäusewandung eingreifender Lagerzapfen (22) seitlich hervorsteht, und daß von dem gegenüberliegenden längeren Ende des Umlenkhebels (21) ein ebenfalls gegen die Gehäusewandung gerichteter Mitnehmerzapfen (25) in ein quergestelltes Langloch (26) am Auslöseschieber (12) eingreift, der am Gehäuse (14) des Unterspannungsauslösers (7) etwa parallel zur Betätigungsrichtung des Ein- und des Ausschalt-Druckknopfes (3, 4) in Richtung auf das Ubertragungsglied (11) des Schaltschlosses (2) auf und ab verschiebbar gelagert ist.