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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung
der Bewegung eines Thermobimetallelementes auf einen Schaltmechanismus
mit einem in einem Lagerbock geführten
Betätigungsglied
in Form eines zweiarmigen Hebels, dessen eines Ende mittelbar oder
unmittelbar in dem Bewegungsbereich des Thermobimetallelementes hineinreicht
und dessen gegenüberliegendes
Ende direkt oder über
ein Zwischenglied auf den Schaltmechanismus wirkt.
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Einrichtungen
der gattungsgemäßen Art
sind beispielsweise als Baugruppen in Motorschutz- und Leistungs-schaltern
sowie in Drucküberwachungsschaltern
von Kompressoran-lagen bekannt. Insbesondere werden sie hier eingesetzt,
um mit ihrer Hilfe innerhalb des Drucküberwachungsschalters eine Motorschutzeinrichtung
für den
elektrisch betriebenen Kompressormotor zu realisieren. Hierzu werden die
einzelnen, üblicherweise
drei Stromphasen, zur Versorgung des Kompressormotors über ein
von Strom durchflossenen Draht spiralförmig umgebenes Thermobimetallelement
geleitet. Thermobimetallelement und Draht sind an einem Ende miteinander
verbunden, die übrige
Oberfläche
des Thermobimetallelementes ist vom Draht durch eine elektrisch isolierende
Schicht getrennt. Bei Stromfluß durch
den spiralförmig
gewickelten Draht wird dieser erwärmt und heizt wiederum das
Thermobimetallelement auf. Aufgrund seines physikalischen Aufbaus
verformt sich das Thermobimetallelement infolge der Aufheizung in
eine definierte Richtung. Bei einer festgelegten Grenzstromstärke ist
diese Verformung so groß,
daß direkt
oder indirekt die Bewegung des Thermobimetallelementes auf ein Betätigungsglied
wirkt, welches diese Bewegung wiederum auf einen Schaltmechanismus überträgt, der
den Kompressormotor elektrisch vom Netz trennt.
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Bei
der Realisierung von Motorschutzeinrichtungen der obenbeschriebenen
Art tritt die Schwierigkeit auf, daß der Schaltpunkt für die festgelegte Grenzstromstärke nur
bei einer bestimmten Umgebungstemperatur exakt eingehalten werden
kann. Erhöht
sich die Umgebungstemperatur der Motorschutzeinrichtung, so wird
das Thermobimetallelement ebenfalls diese Umgebungstemperatur annehmen. Die
Temperaturerhöhung
führt folglich
bereits zu einer leichten Verformung des Thermobimetallelementes,
infolge dessen ist die notwendige Restverformung bis zum Kontakt
mit dem Betätigungsglied
kleiner und die hierfür
notwendige Stromstärke
im stromdurchflossenen spiralförmigen
Leiter nicht mehr so hoch wie bei einer niedrigeren Umgebungstemperatur
der Einrichtung.
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Bei
Motorschutzeinrichtungen der obenbeschriebenen Art besteht oftmals
die Notwendigkeit, die Schutzeinrichtung in Abhängigkeit vom verwendeten -Kompressortyp
auf unterschiedliche Grenzstromstärken einzustellen. Dies geschieht
in herkömmlicher
Weise dadurch, daß der
Auslöseweg
bis zur Bewegung des Betätigungsgliedes
durch ein Schneckengetriebe in Verbin dung mit einem Hebelmechanismus
variiert wird. Diese Art der Einstellung besitzt den Nachteil, daß sie baulich
kompliziert und infolge von immer vorhandenem Spiel des Schneckengetriebes
mit Toleranzproblemen behaftet ist, d. h. ein einmal eingestellter
Auslöseweg
wird sich nach mehrmaliger Betätigung
der Motorschutzeinrichtung unter Umständen so verändern, daß eine Auslösung der Motorschutzeinrichtung
bei einer niedrigeren oder höheren
Grenzstromstärke
als der ursprünglich eingestellten
erfolgt.
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Die
DE 62 90 013 zeigt einen
Schalter einer Kompensationseinrichtung für Überstrom-Wärmezeitauslöser, bei dem die Bewegung eines
Thermobimetallelementes auf einen Schaltmechanismus wirkt. Dabei
ist auch eine Feder vorgesehen, um einen Hebel federnd aufzuhängen.
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Die
CH 449 743 zeigt einen Bimetall-Thermoauslöser, bei
dem das Bimetallelement schwenkbar gelagert ist und mit einem Kipphebel
zusammenwirkt. Dabei ist das Bimetallelement verstellbar angeordnet
und kann mit einer Schrägfläche kompakt
realisiert werden.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Einrichtung
zur Übertragung
der Bewegung eines Thermobimetallelementes so zu gestalten, daß bei verschiedenen
Grenzstromstärken eine
hohe Reproduzierbarkeit des einmal eingestellten Wertes in Verbindung
mit einer konstruktiv einfachen Bauweise gewährleistet ist. Außerdem soll
die Einrichtung sicherstellen, daß unterschiedliche Umgebungstemperaturen
keinen Einfluß auf
den Auslösezeitpunkt
einer mit Thermobimetallelementen realisierten Schalteinrichtung
haben.
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Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Einrichtung zur Übertragung der
Bewegung eines Thermobimetallelementes auf einen Schaltmechanismus
so gestaltet ist, daß das Betätigungsglied
als Bimetall ausgeführt
ist, der Lagerbock federnd aufgehängt ist und sich an einer verstellbaren
schrägen
Ebene abstützt.
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Die
Verwendung des Bimetalls als Betätigungsglied
bewirkt, daß sich
das Betätigungsglied aufgrund
seiner nunmehr speziellen physikalischen Eigenschaft bei einer Erhöhung der
Umgebungstemperatur so verformt, daß sich der Auslöseweg bis zur Bewegung
des Betätigungsgliedes
durch das Thermobimetallelement oder einen zwischengeschalteten Schaltschieber
derart vergrößert, daß der durch
den Stromfluß hervorgerufene
Verformungsweganteil am Gesamtauslöseweg gleichbleibt. Auf diese
Weise ist eine sichere Funktion der Thermobimetallauslösung beispielsweise
als Baugruppe einer obenbeschriebenen Motorschutzeinrichtung bei
allen in der Praxis auftretenden Umgebungstemperaturen gewährleistet.
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Die
erfindungsgemäße federnde
Aufhängung
des Lagerbocks für
das Betätigungsglied
in Verbindung mit der Abstützung
an einer verstellbaren schrägen
Ebene bewirkt, daß der
Lagerbock in jeder möglichen
Position der verstellbaren schrägen
Ebene zwischen ihrer Maximal- und Minimalstellung immer kraftschlüssig an
dieser anliegt. Eine Veränderung
der Position der schrägen
Ebene führt
unmittelbar und ohne Verlust durch eventuell vorhandenes Spiel zu
einer entsprechenden Veränderung
der Position des Lagerbocks und folglich der Position des im Lagerbock
geführten
Betätigungsgliedes,
was eine Vergrößerung oder
Verkleinerung des Auslöseweges für das Thermobimetallelement
bewirkt. Diese vorteilhafte Bauweise der erfindungsgemäßen Einrichtung
läßt es zu,
kundenseitig gewünschte
unterschiedliche Grenzstromstärken
einer beispielsweise angeschlossenen Motorschutzeinrichtung durch Ändern der
Position der verstellbaren Ebene auf einfachste Art und Weise zu
definieren.
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Spezielle
Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind Merkmale von
Unteransprüchen.
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Es
hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, den Lagerbock aus
Federblech herzustellen und ihm eine U-förmige Form mit zwei sich gegenüberliegenden
Schenkeln und einem sie verbindenden Steg zu geben. Der eine Schenkel
des Lagerbocks wird an seinem freien Ende fest mit einem Teil des umgebenden
Gehäuses
verbunden.
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Der
gegenüberliegende
Schenkel stützt
sich aufgrund der Lagerung des Lagerbocks im Gehäuse durch Federkräfte kraftschlüssig an
der verstellbaren schrägen
Ebene ab. Diese Bauweise zeichnet sich besonders durch ihren platzsparenden
Aufbau, aber auch infolge der einteiligen Konstruktion des Lagerbocks
durch einen geringen Herstellungspreis aus.
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Der
Steg zwischen den beiden Schenkeln des U-förmigen Lagerbocks ist mit einem
Durchbruch zur Aufnahme des Betätigungsgliedes
versehen und besitzt einen federnden Haken, der gegen das Betätigungsglied
drückt,
sobald das Betätigungsglied
bei der Montage im Bezug auf den Lagerbock in eine fest vorbestimmte
richtige Position gelangt ist. Durch diese Ausgestaltung von Lagerbock
und Betätigungsglied
wird der Montageaufwand der erfindungsgemäßen Einrichtung erheblich reduziert.
Es fallen keine Justierarbeiten an, gleichzeitig ist sichergestellt,
daß Betätigungsglied
und Lagerbock immer in eine fest vorbestimmte Position zueinander
gelangen.
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Um
den Platzbedarf der erfindungsgemäßen Einrichtung so gering wie
möglich
zu halten, sieht eine spezielle Ausgestaltung vor, die verstellbare schräge Ebene
an einer Stirnfläche
eines drehbaren Zylinders anzubringen. Der Zylinder ist mit Hilfe
einer umlaufenden Nut im Gehäuse
gelagert, die Drehung des Zylinders bewirkt eine Auf- und Abbewegung
des anliegenden Lagerbocks und folglich des im Steg des Lagerbocks
festgelegten Betätigungsgliedes.
Diese Ausgestaltung ist insbesondere für eine einfache und schnelle
Positionsänderung
des Betätigungsgliedes von
Vorteil.
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Ein
Ausführungsbeispiel
des Gegenstandes der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen
näher beschrieben
werden.
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Es
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Einrichtung als
Baugruppe als Motorschutzeinrichtung,
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2 räumliche
Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung
aus 1,
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3 Teilschnittbild
gemäß Schnitt
B-B aus 2.
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Das
in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Übertragung
der Bewegung eines Thermobimetallelementes ist im oberen Bereich
einer in 1 dargestellten Schaltkammer 50 eies Druckschalters
angeordnet. In der Schaltkammer 50 ist eine Motorschutzeinrichtung 40 zum Überlastungsschutz
eines an der Schaltkammer 50 angeschlossenen Kompressormotors
integriert. Die Motorschutzeinrichtung 40 beinhaltet drei
bewickelte Thermobimetallelemente 41, 42 und 43,
die freien Enden der Thermobimetallelemente 41, 42, 43,
wirken gemeinsam auf einen Schaltschieber 44. Das obere
Ende des Schaltschiebers 44 ist in einem Abstand A unterhalb
eines Betätigungsgliedes 2 der
erfindungsgemäßen Einrichtung 1 angeordnet
und in vertikaler Richtung verschiebbar. Das Betätigungsglied 2 besitzt
eine längliche,
streifenartige Form und ist als Bimetall ausgeführt. Das Betätigungsglied 2 ist in
etwa mittig durch einen Lagerbock 3, der eine im wesentlichen
U-förmige
Form mit zwei unterschiedlich langen Schenkeln 4 und 5 und
einen zwischen den beiden Schenkeln angeordneten Verbindungssteg 6 besitzt,
gehalten. Das nicht über
dem Schaltschieber 44 angeordnete zweite freie Ende des
Betätigungsgliedes 2 liegt
auf der Schaltwippe 7 auf, die zu einem hier nicht näher dargestellten
Schaltmechanismus gehört,
der wie die Einrichtung 1 ebenfalls im oberen Bereich der
Schaltkammer 50 angeordnet ist. Wird der Schaltmechanismus über die
Schaltwippe 7 angesteuert, so bewirkt er, daß über einen
zweiten Schaltschieber 45 elektrische Kontakte 46, 47 getrennt
werden, was wiederum zu einer Abtrennung des Kompressormotors vom
Stromnetz führt.
Der Schenkel 5 des Lagerbocks 3 stützt sich
mit seinem freien Ende an einem Zylinder 8 ab, der an seiner
Unterseite eine schräg
verlaufende Kontaktfläche 9 besitzt.
Die räumliche
Darstellung in 2 macht deutlich, daß der Zylinder 8 eine
umlaufende Nut 10 besitzt, mit deren Hilfe er drehbar im
Gehäuse 51 der Schaltkammer 50 gelagert
ist. An der der Kontaktfläche 9 gegenüberliegenden
Stirnfläche
besitzt der Zylinder eine Werkzeugaufnahme 12, die eine
Drehung des Zylinders 8 durch Einstecken der Schaftspitze
eines Schraubendrehers erleichtert.
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Der
Schenkel 4 des Lagerbocks 3 besitzt an seinem
freien Ende eine U-förmige
Umkantung 13, die einen Steg 52 des Schaltkammergehäuses umgreift.
Unter dem Schenkel 4 des Lagerbocks 3 befindet
sich ein viereckiger Durchbruch 53 im Gehäuse der
Schaltkammer 50. Der Durchbruch 53 gestattet somit
eine Abwärtsbewegung
des Lagerbocks 3, wobei die Kante 54 des Durchbruchs 53 auf
den Schenkel 4 eine entgegengesetzt nach oben gerichtete
Gegenkraft ausübt.
Diese Gegenkraft sorgt dafür,
daß der
Lagerbock 3 mit seinem Schenkel 5 kraftschlüssig an
der Kontaktfläche 9 anliegt.
Eine Drehung des Zylinders 8 führt also infolge der Ab-schrägung der Kontaktfläche 9 zu
einer Änderung
der Position des Lagerbocks im Bezug auf das feststehende Gehäuse.
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Der
Verbindungssteg 6 des Lagerbocks 3 besitzt in
seiner Mitte einen Durchbruch 14, in dem das Betätigungsglied 2 gehalten
ist. Unterhalb des Betätigungsgliedes 2 besitzt
der Lagerbock 3 zwei in Längsrichtung des Schenkels 4 parallel
zueinander verlaufende Einschnitte 15 und 16,
durch die eine federnde Lasche 17 gebildet ist. Wie aus 3 deutlich
wird, drückt
die federnde Lasche 17 von unten gegen das Betätigungsglied 2.
An der Oberseite besitzt das Betätigungsglied 2 zwei
vorstehende, dreieckförmige
Vorsprünge 19 und 20,
die eine Nut 18 quer zur Längsachse des Betätigungsgliedes 2 bilden.
Diese Nut 18 gewährleistet
eine fest definierte Position des Betätigungsgliedes 2 im
Bezug auf den Lagerbock 3. Bei der Montage des Betätigungsgliedes 2 im
Lagerbock 3 ist es nur erforderlich, das Betätigungsglied
soweit durch den Durchbruch 14 zu schieben, bis der Verbindungssteg
in die Nut 18 zwischen den Vorsprung 19 und 20 des
Betätigungsgliedes 2 einrastet.
Die in der Schaltkammer 50 integrierte Motorschutzeinrichtung 40 hat
die Aufgabe, eine Abschaltung des Kompressormotors bei einer bestimmten
Grenzstromstärke
zu gewährleisten.
Ist diese Grenz- oder Überlaststromstärke erreicht,
so haben sich die Thermobimetallelemente 41, 42, 43 so
stark verformt, daß der
durch die freien Enden der Thermobimetallelemente bewegte Schaltschieber 44 mit
dem Betätigungsglied 2 der
erfindungsgemäßen Einrichtung
in Kontakt kommt, dieses nach oben bewegt und das Betätigungsglied 2 aufgrund
seiner Lagerung im Lagerbock 3 eine Druckbewegung auf die Schaltwippe 7 ausübt. Der
in 1 eingezeichnete Abstand A kennzeichnet den Verschiebeweg
des Schaltschiebers 44 bis zum Erreichen der Überlaststromstärke bei
einer gewissen Umgebungstemperatur, beispielsweise 20°C. Ist der
Druckschalter einer erhöhten
Umgebungstemperatur von beispielsweise 50°C ausgesetzt, so bewirken die
infolge der Temperaturerhöhung
von 30° leicht
verformten Thermobimetallelemte 41, 42, 43 eine
Aufwärtsbewegung
des Schaltschiebers 44. Da die physikalischen Eigenschaften
des Betätigungsgliedes 2 durch
seine Ausführungsform
als Bimetall denen der Thermobimetallelemente 41, 42, 43 entsprechen,
bewegt sich das freie Ende des Betätigungsgliedes 2,
das sich über dem
Schaltschieber 44 befindet ebenfalls nach oben, wodurch
der Abstand A auch bei einer Umgebungstemperaturerhöhung auf
beispielsweise 50°C
den nahezu gleichen Wert besitzt wie bei einer Umgebungstemperatur
von 20°C.
Die Berührung
zwischen Schaltschieber 44 und Betätigungsglied 22 erfolgt also
unabhängig
von der Umgebungstemperatur immer erst dann, wenn sich der Schaltschieber 44 um den
Abstand A nach oben bewegt hat, wobei der festgelegte Abstand A
einer bestimmten Grenzstromstärke
entspricht.
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Soll
die Grenzstromstärke
infolge der Verwendung eines anderen Kompressormotortyps herauf-
oder herabgesetzt werden, so ist der Wert des Abstandes A zu vergrößern oder
zu verkleinern. Dies geschieht durch Drehung des Zylinders 8,
durch die der Lagerbock 3 und mit ihm das Betätigungsglied 2 in
eine höhere
oder tiefere Position gebracht wird. Auf diese Weise läßt sich
die Motorschutzeinrichtung 40 auf einfachste Weise unter
Verwendung des gleichen Druckschalters 50 an unterschiedliche
Kompressormotortypen anpassen.