DE505381C - UEberstromschalter mit elektromagnetischer und thermischer Ausloesung - Google Patents

Description

Bei Uberstromschaltern mit thermischer Auslösevorrichtung für geringe Überlastung und kurze Zeit besteht die Schwierigkeit, Auslösestrom und Auslösezeit konstant zu halten. Man ist daher bestrebt, alle Einflüsse, welche eine Veränderung verursachen, zu beseitigen.

Die Unbeständigkeit von Strom und Zeit wird einmal durch die Reibungskräfte, weiter durch verschiedene Temperaturen hervorgerufen.

Die erste Aufgabe, die also von einem genau arbeitenden Überstromschalter verlangt werden muß, ist die Befreiung des gesteuerten Bimetalles von allen durch Druck erzeugten Reibungen mit ihren aus geringfügigen Anlässen auftretenden großen Veränderungen.

Die zweite Aufgabe ist, den durch Spulen- und Kontaktzusatzerwärmung ausgeübten Einfluß vernachlässigbar zu machen.

Man suchte die erste Aufgabe, die veränderliche Reibung von dem steuernden Organ fernzuhalten, durch Klinkwerke zu lösen. Es «5 gelingt dieses jedoch nur auf Kosten der Einfachheit, ganz abgesehen davon, daß eine Vermehrung der Klinken die Betriebssicherheit auf die Dauer in Frage stellt.

Die zweite Aufgabe ist, die Zusatzwärme, welche außer der Steuerwärme auf ein Bimetall wirkt, auszuschalten. Dies geschah durch ein zweites, nur unter dem Einfluß der Zusatzwärme stehendes, mit Druck auf das erste wirkende Bimetall. Allein es wird hierdurch die freie Beweglichkeit des vom Strom gesteuerten ersten Bimetallstreifens gehemmt.

Man hat auch versucht, das Verhältnis zwischen Steuerwärme und Zusatzwärme günstig zu gestalten dadurch, daß man den Stromverbrauch des stromgesteuerten Bimetalles groß, die Zusatzwärme dagegen durch einen geringen Spulen- und Kontaktwiderstand klein zu machen versucht. Die beschränkten Abmessungen der Apparate setzen hier Grenzen, und es gelingt auf diesem Wege nicht, den ungünstigen Einfluß der Zusatzwärme zu beseitigen.

Bei der vorliegenden Erfindung wird in bekannter Weise zur Erzielung einer hohen Empfindlichkeit und großen Präzision ein langer Bimetallstreifen verwendet, der bei der Erwärmung einen großen Weg zurücklegt. Um diesem Bimetall eine unbeschwerte Bewegung zu ermöglichen, wird von ihm keine auf Druckwirkung beruhende Auslösearbeit verlangt, sondern es liegt an dem freien beweglichen Ende nur ein Auslösehebel auf einer um den Reibungswinkel oder einer stärker geneigten Ebene. Sobald dieser Auslösehebel einen zweiten Hebel freigibt, erfolgt die Auslösung des elektrischen Schalters. Es ist also der Auslösehebel ein zwischengeschaltetes, zweiarmiges, ungleich-

schenkliges Glied und beeinflußt selbst bei hohen Drucken der Sperrklinke das auslösende Bimetall so gut wie gar nicht.

Ist durch die Verwendung einer schiefen Ebene eine leichte Beweglichkeit des gesteuerten Bimetalles erreicht, so besteht eine zweite Erfindung, darin, daß auch der Unterschied, den die Auslösung in einem vorher unbelasteten und einem normal belasteten ίο Zustand erfährt und der sich in einer längeren oder kürzeren Auslösezeit ausdrückt, beseitigt wird.

Um diese Veränderung durch die zusätzliche Wärme von Spulen und Kontakt zu kompensieren, wird ein zweites Bimetall wie das Auslösebimetall in den gleichen Raum eingebaut. Durch die geeignete Wahl des Neigungswinkels einerseits und der Hebelverhältnisse und Ausschläge des zweiten Bimetalles andererseits läßt sich jeder beliebige Grad der Empfindlichkeit und der Kompensation erreichen.

Was man also bei früheren Anordnungen durch Druck und Gegendruck am Steuer und Ausgleichbimetall erreichen wollte, wird hier durch die verschiedene Länge der zurückgelegten Wege erzielt.

Die Abb. 1 und 2 zeigen den Schnitt durch zwei schematische Uberstromschalter mit magnetischer und thermischer Auslösevorrichtung, und zwar sind darin 1 und 1' die Unterbrechungskontakte und 2 die Auslösespule. Diese Teile geben die Zusatzerwärmung, während 13 ein Bimetallauslöseorgan darstellt, welches von dem durch den Apparat fließenden Strom gesteuert wird. Dieses Bimetall 13 bewegt sich bei größerem Strom entsprechend seiner höheren Temperatur nach oben, wie dies der eingezeichnete Pfeil angibt. Das Bimetall 13 trägt eine schräge Fläche 12, gegen welche der Hebel 11 sich lehnt, der bei 15 seinen Drehpunkt hat. Bei 10 ist auf diesem Auslösehebel 11 das Bimetallstück 9 befestigt (der Auslösehebel kann bei geeigneter Formgebung, Abmessung und Lagerung auch ganz aus Bimetall hergestellt sein). Dieses besitzt unten ein Fenster, in welches ein zweiter doppelarmiger Hebel eingreift, der bei 7 seinen Drehpunkt hat und durch eine Fbder nach unten gedruckt wird. Gibt die schiefe Ebene 12 genügend weit nach, d. h. bewegt sich diese mit wärmer werdendem Bimetall 13 nach oben, so wandert der Hebel 11 auf der schiefen Ebene immer mehr in der Richtung des Pfeiles nach links, bis das Bimetall 9 das Ende 8 fallen läßt und durch den Anschlag des Kniegelenkes 4, 5 mit dem Ende 6 des zweiten Auslösehebels den Schalter zur Stromunterbrechung durch die Kontakte 1 und 1' zwingt. Um bei gleichem Überströmen die gleiche Auslösung zu erreichen, wird das Bimetall 9 so dimensioniert, daß die Wegvergrößerung von 12 durch Kontakt- und Spulenzusatzerwärmung durch einen entsprechenden Weg des Bimetalles 9 in der Richtung des Pfeils aufgehoben wird. Ist nämlich bei hoher Zusatzbeheizung durch Kontakt und Spule die Wärmeableitung des Auslösebimetalles gering, die Stellung also höher, so hat auch das Bimetall 9 Zeit gehabt, sich zu erwärmen, so daß die höhere Stellung der schrägen Ebene 12 durch das mehr nach links gerückte Bimetall 9 aufgehoben wird.

Was die Wahl des Winkels betrifft, so kann dieser von ο bis 90⁰ veränderlich sein, so daß man sowohl von einer senkrechten als auch von einer schrägen Fläche sprechen kann. Die Wahl des Winkels hängt von der gewünschten Empfindlichkeit und den mit dem Automaten zu erzielenden Zwecken ab. Die Kompensation der Zusatzwärme durch die nachfolgend erwähnten Bimetalle ist jedoch unabhängig von der ersten Ausführung und kann auch ohne diese durchgebildet werden.

Im vorliegenden Falle ist der kompensierende Bimetallstreifen beispielsweise an dem ersten Auslösehebel 11 angebracht. Die Abb. 2 gibt jedoch die Anordnung des Bimetallstreifen an dem zweiten Doppelhebel wieder. Hier ist das Ende 8 als Bimetall ausgebildet, und dieses bewegt sich bei höherer Temperatur nach rechts in der Rieh- " tung des Pfeils. Im übrigen ist die Anordnung prinzipiell gleich wie in Abb. 1 und ohne weiteres verständlich. Bei der Ausführung nach Abb. 2 kann der zweite Auslösehebel bei geeigneter Formgebung, Abmessung und Lagerung auch ganz aus Bimetall hergestellt werden.

Während im allgemeinen die vorbeschriebene Anordnung so ausgeführt wird, daß eine vollständige Kompensation der Zusatzwärme erreicht wird, kann man bei entsprechenden Abmessungen auch andere Verhältnisse erreichen, nämlich einen überwiegenden oder einen verkleinerten Einfluß der Zusatzwärme.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Uberstromschalter mit elektromagnetischer und thermischer Auslösung, dessen thermischer Auslöser (Bimetallstreifen) mit einer geraden oder schrägen Endfläche einen Drehhebel abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehhebel (n) zur Kompensierung der Außentemperatur aus Bimetall besteht oder mit einem besonderen Bimetallstreifen (9) versehen ist, der den Auslösehebel (6, 8) des Schalters (1, 3, 4, S) sperrt.
2. 2. Abänderung des Überstromschalters nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensierungs-Bimetallstreifen (8) am Auslösehebel (6, 8) sitzt oder diesen bildet.
3. 3. Abänderung des Überstromschalters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensierungs-Bimetallstreifen die schräge Endfläche (12) des Auslösebiimetallstreifens (13) bildet.
4. 4. Uberstromschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Endfläche (12) in ihrer Neigung einstellbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen