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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Überlastrelais
für elektromagnetische
Kontaktvorrichtungen und insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf ein Magnetflusskonzentrierendes Schild zur Verwendung in einem Überlastrelais,
welches in Mehrfachpolkontaktieranbindungsfällen die Kreuz- oder Querpolmagnetflussindifferenz
minimiert.
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In
industriellen Anwendungsfällen
ist es oftmals erwünscht
die Größe elektrischer
Vorrichtungen zu reduzieren wie beispielsweise bei Motorstartern, wobei
aber die elektrische Nennkapazität
aufrecht erhalten bleiben soll. Es ist bekannt, Halleffektsensoren zum
Messen des Stromes in einem Leiter dann zu verwenden, wenn der verfügbare Raum
kritisch ist. Mehrphasenstarter verwenden einen gesonderten Pol
für jede
Phase. Eine Reduktion der Größe der Kontaktiervorrichtung
und des Überlastrelais
des Starters vermindert den Abstand zwischen jedem Pol. Wenn empfindliche
Vorrichtungen, wie beispielsweise Halleffektsensoren verwendet werden,
so bildet die magnetische Kreuzpolflussbeeinflussung ein Problem.
Magnetfluss erzeugt durch Strom, der durch einen Leiter in einem
Pol fließt,
kann zu einem benachbarten Pol streuen und durch den Halleffektsensor
im benachbarten Pol abgefühlt
werden, wodurch die Genauigkeit und Steuerfunktion der Sensoren
und der zugehörigen
Elektronikschaltungen beeinflusst wird. Es wäre daher zweckmäßig einen
Magnetflussschirm oder eine Abschirmung in dem Überlastrelais vorzusehen, um
den Magnetfluss zu konzentrieren, der durch den Strom erzeugt wird,
der durch einen Leiter in einem speziellen Pol fließt, um so
die Flussstreuung in den Flussabfühlbereich eines benachbarten
Poles zu minimieren. Dokument WO90/11529 offenbart Magnetflussintensiviermetallstreifen,
die den Magnetfluss erzeugt durch Leiter zu ihren entsprechenden
Sensoren übertragen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung sieht einen Magnetflusskonzentrationsschild
bzw. eine Magnetflusskonzentrationsabschirmung vor, welche den Magnetfluss
innerhalb eines bestimmten Polabschnittes konzentriert, während die
Kreuz- oder Querpolmagnetflussinterferenz
minimiert wird.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist eine Magnetflusskonzentrierabschirmung
eine geschlitzte Lage oder Schicht auf, und zwar mit einer Vielzahl
von Polen und einer Vielzahl von Leiteröffnungen, deren jede in der
Lage ist einen Leiter dahindurch aufzunehmen. Die Abschirmung oder
das Schild weist eine Reihe von Polabschirmschlitzen auf, die mindestens
teilweise zwischen den Leiteröffnungen
angeordnet sind. Jeder Pol besitzt einen inneren Magnetflusspfadabschnitt,
auf der Schicht oder Lage, welche jede Leiteröffnung umgibt. Der durch jeden
Leiter erzeugte Magnetfluss wird innerhalb jedes Pols konzentriert
und der magnetische Streufluss erzeugt durch jeden Leiter ist im
wesentlichen von dem inneren Magnetflusspfadabschnitt eines benachbarten
Pols abgeschirmt, und zwar durch die Polabschirmschlitze.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist die Magnetflusskonzentrationsabschirmung
eine Vielzahl von geschlitzten Schichten oder Lagen auf. Jede geschlitzte
Lage oder Schicht besitzt erste, zweite und dritte Leiteröffnungen.
Die Magnetflusskonzentrationsabschirmung weist ein paar von im wesentlichen
linearen Polabschirmschlitzen auf, wobei jeder Polabschirmschlitz
mindestens teilweise zwischen den Leiteröffnungen angeordnet ist, und ein
konturierter Polabschirmschlitz jeden inneren Magnetflusspfadabschnitt
umgibt. Die im Wesentlichen linearen Polabschirmschlitze und die
konturierten Polabschirmschlitze schirmen den Magnetfluss ab, der
durch den Leiter einer der Pole erzeugt wird, und zwar von dem inneren
Magnetflusspfadabschnitt von einem anderen der Pole.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist die Magnetflusskonzentrationsabschirmung
eine Vielzahl von geschichteten oder laminierten Gliedern auf. Die
Magnetflusskonzentrationsabschirmung weist eine Vielzahl von Polabschnitten auf,
wobei jeder eine Öffnung
besitzt, um einen Leiter quer dahindurch aufzunehmen. Jeder Polabschnitt weist
einen inneren Magnetflusspfadabschnitt auf, und zwar mit einem Luftspalt.
Ein Magnetflusssensor ist innerhalb des Luftspalters in dem inneren
Magnetflusspfadabschnitt angeordnet. Die Magnetflusskonzentrationsabschirmung
weist ferner eine Vielzahl von Polabschirmschlitzen derart auf,
dass dann, wenn elektrischer Strom durch den Leiter jedes Polabschnitts
fließt
ein resultierender Magnetfluss im Wesentlichen durch die Polabschirmschlitze
verhindert wird, und zwar bezüglich
einer Streuung zu dem Magnetflusssensor eines weiteren Polabschnitts.
Auf diese Weise wird die Quer- oder Kreuzpolmagnetflusssensorinterferenz
minimiert.
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Verschiedene
andere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnungen. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Kontaktiervorrichtung mit einem daran
angeschlossenen Überlastrelais
zur Bildung eines Motorstarters gemäß einem Aspekt der Erfindung;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Starters der 1 mit Kontaktiervorrichtung
und Überlastrelais
getrennt dargestellt ist;
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3 einen
Querschnitt Längslinie
3-3 der 1, wobei Kontaktiervorrichtung
und Überlastrelais
verbunden sind.
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4 ein
seitlicher Querschnitt des Überlastrelais
und zwar Längslinie
4-4 in 3;
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5 eine
perspektivische Ansicht, die eine einzige Schicht oder eine einzige
Lage des Magnetflusskonzentrationsschirms oder der Abschirmung oder
des Schildes zeigt, und zwar gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 eine
perspektivische Ansicht einer vereinfachten, gedruckten Schaltungsplatte
vom Überlastrelais,
wobei gezeigt ist, dass die Magnetflusssensoren innerhalb der Magnetflusskonzentrationsabschirmung
der 5 positioniert sind.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels:
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1 zeigt
einen Starter 10 in einer perspektivischen Darstellung.
Der Starter 10 ist ein Mehrfachphasenstarter, der in industriellen
Steueranwendungsfällen
verwendet wird, beispielsweise bei einer Motorsteuerung und der
Starter 10 weist eine Kontaktvorrichtung 12 und
ein Überlastrelais 14 auf.
Die Kontaktiervorrichtung 12 ist eine elektromagnetische Kontaktiervorrichtung,
um den Versorgungsstrom zu einem (nicht gezeigten) Motor umzuschalten,
wobei das Überlastrelais 14 den
Strom zum Motor abfühlt und
misst und die Kontaktiervorrichtung 12 abschaltet und enterregt
dann, wenn zuviel Strom (Überlast) zum
Motor fließt,
auf welche Weise der Motor geschützt
wird. Das Überlastrelais 14 ist
mit der Kontaktiervorrichtung 12 verbunden dargestellt.
Das Überlastrelais 14 nimmt
eine Reihe von Leitern 16a, 16b und 16c auf
(die teilweise gestrichelt dargestellt sind), und zwar durch ein Überlastrelaisgehäuse 18 befestigt
durch Ohren bzw. und Ansätze 22.
Das Überlastrelais 14 weist
eine schwenkbare Abdeckung 24 auf, die in einer Position
mit geschlossener Abdeckung gezeigt ist. Die Überlastrelaisabdeckung 24 weist
ferner eine Öffnung
(26 in 2) derart auf, dass dann wenn
die Abdeckung 24 in der Position mit geschlossener Abdeckung
sich befindet Verriegelungsmittel 28 sich durch die Abdeckung 24 über die Öffnung 26 erstrecken.
Andere Bauteile wie beispielsweise Schalter 30 und eine
LED-Anzeigevorrichtung 32 können ebenfalls durch die Abdeckung 24 in ähnlicher
Weise sichtbar sein oder sich dahindurch erstrecken.
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Wie
in 2 gezeigt befindet sich die Abdeckung 24 des Überlastrelais
in einer Position, wo die Abdeckung offen ist. Die Abdeckung 24 in
der Position mit offener Abdeckung gestattet die Visualisierung der
Leiter 16a, 16b und 16c (von 1)
wie diese eingesetzt sind durch Öffnungen 17 in
dem Überlastrelais 14 und
in die Kontaktvorrichtung 12 und zwar während der Installation. Das Überlastrelaisgehäuse 18 weist
eine kreisförmige Öffnung auf,
durch welche ein Drehknopf eines Potentiometers 27 mit
einer gedruckten Schaltungsplatte verbunden und angeordnet ist.
Das Potentiometer 27 weist einen Schlitzt 29 der
Schraubenzieherbauart auf, und zwar zur Einstellung der Volllastampèrezahl
des speziellen Motors zusammen mit welchem der Starter 10 zu
verwenden ist. Das Potentiometer 27 ist dann abgedeckt,
wenn die Abdeckung 24 sich in der geschlossenen Position
der Abdeckung befindet und eine Dichtung wird durch die Verriegelungsmittel 28 eingesetzt
und verhindert unbekannte spätere
Einstellungen des Potentionmeters 27.
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Die
Kontaktiervorrichtung 12 ist in 2 getrennt
von dem Überlastrelais 14 gezeigt,
um die Verbindung dazwischen besser darzustellen. Um die Verbindung
herzustellen, weist das Überlastrelais 14 flexible
Verriegelungsansätze 34 auf,
die jeweils mit einem Haltevorsprung 36 verbunden sind.
Vorzugsweise ist der Haltevorsprung 36 T-förmig, was
im Einzelnen bezüglich
der 6A bis 6C beschrieben wird.
Die Haltevorsprünge 36 sind
in Verbindungsschlitze 38 innerhalb der Gehäusewand 40 der
Kontaktvorrichtung 12 einsetztbar. Jeder Verbindungsschlitz 38 besitzt
vorzugsweise eine im Allgemeinen T-förmige Gestalt mit einem Aufnahmekanal 42 zum anfänglichen
Aufnehmen des Kopfes 44 des Haltevorsprungs 36.
Der Aufnahmekanal 42 endet an einem Ende in einem Haltekanal 46,
der schmäler
ist als der Aufnahmekanal 42. Während der Verbindung tritt
der Haltevorsprung 36 in den Aufnahmekanal 42 ein
und schreitet nach unten durch den Haltekanal 46 fort.
Vorzugsweise ist der Kopf 44 des Haltevorsprungs 36 breiter
als der Haltekanal 46, wodurch die Entfernung des Haltevorsprungs 36 durch
den Haltekanal 46 verhindert wird. Der Haltevorsprung 36 schreitet
nach unten durch den Haltekanal 46 fort, bis die flexiblen
Verriegelungsansätze 34 unter
die Lippe 48 der Kontaktgehäusewand 40 schnappen.
Ein Fachmann erkennt, dass eine unterschiedliche Anzahl von Haltevorsprüngen 36 und
Verbindungsvorschlitzen 38 verwendet werden könnte, um
eine ähnliche
Verbindung zu erreichen.
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Die
Kontaktiervorrichtung 12 weist ein Plattform 50 auf,
die integral ausgebildet ist mit und sich im Wesentlichen quer zu
der Ebene der Leiterwand 40 erstreckt. Die Plattform 50 weist
Träger 52 auf,
um die konturierten Spulenanschlüsse 54 zu
tragen, die sich nach außen
von innerhalb der Kontaktvorrichtung 12 erstrecken. Obwohl
zwei konturierte Spulenanschlüsse
gezeigt sind, wird ins Auge gefasst, dass andere Anzahlen und Anordnungen
von konturierten Spulenanschlüssen
verwendet werden können. Wenn
der Koppelungszu stand vorliegt, so ist das Überlastrelais 14 über der
Plattform 50 platziert, um eine elektrische Verbindung
mit den konturierten Spulenanschlüssen 54 vorzusehen.
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In 3 ist
die Startvorrichtung 10 mit der mit dem Überlastrelais 14 verbundenen
Kontaktvorrichtung 12 dargestellt. Das Überlastrelais 14 besitzt eine
vereinfachte Verbindung mit der Kontaktvorrichtung 12,
die eine körperliche
Schnapp-Pass-Verbindung und eine anstoßende elektrische Verbindung vorsieht
und zwar treten diese beiden Verbindungen im Wesentlichen gleichzeitig
auf.
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Die
Kontaktvorrichtung 12 weist stationäre Kontakte 56 auf
und zwar angebracht an dem Kontaktvorrichtungsgehäuse 20.
Ein beweglicher Kontakt 58 ist an einem beweglichen Kontaktträger 60 angebracht
bzw. befestigt. Der bewegliche Kontakt 58 ist zu den stationären Kontakten 56 hinvorgespannt,
und zwar durch einen beweglichen Kontaktvorspannmechanismus 62,
der zwischen der oberen Umschließung 64 des beweglichen
Kontaktträgers 60 und
dem beweglichen Kontakt 58 angeordnet ist.
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Ein
Magnetkern 66 umgeben durch eine elektromagnetische Spule 68 in
konventioneller Art und Weise ist auf dem Basisteil 70 des
Kontaktvorrichtungsgehäuses 20 angeordnet.
Der Magnetkern 66 ist vorzugsweise ein festes Eisenglied.
Die elektromagnetische Spule 68 wird vorzugsweise mit Gleichstrom
betrieben und infolgedessen muss der Magnetkern 66 nicht
so groß sein
wie bei Wechselstromelektromagnetanordnungen die ähnliche
Leistungsfähigkeiten
besitzen. Die Gesamtgröße der Kontaktvorrichtung 12 wird
daher reduziert. Bei Erregung zieht der Magnetkern 66 den
Anker 72 an, der mit dem beweglichen Kontaktträger 60 verbunden
ist. Der bewegliche Kontaktträger 60 wird
zusammen mit dem Anker 72 zu dem Magnetkern 66 mittels
Führungsstift 74 geführt.
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Der
Führungsstift 74 ist
durch Presspassung oder durch Formung in dem beweglichen Kontaktträger 60 befestigt
und zwar an einem Ende in einer Innen oberfläche 76. Der Führungsstift 74 ist
gleitbar entlang der Führungsfläche 78 innerhalb
des Magnetkerns 66. Der einzelne Führungsstift 74 ist
mittig angeordnet und wird verwendet zum Vorsehen einer glatten
und gleichmäßigen Bahn
für den
Anker 72 und die bewegliche Kontaktvorrichtung 60 beim
Lauf zum und vom Magnetkern 66, wobei eine Seite zu Seite-Bewegung
während
der Bewegung verhindert wird, welche durch eine ungleichmäßige Bewegung und
teilweises Verriegeln des beweglichen Kontaktträgers 60 auftreten
könnte.
Der bewegliche Kontaktträger 60 wird
an seinem oberen Ende 77 durch Oberflächen an dem Kontaktvorrichtungsgehäuse 20 geführt. Der
Führungsstift 74 ist
teilweise durch eine elastische Ankerrückholfeder 80 umschlossen,
die zusammengedrückt
ist, wenn der bewegliche Kontaktträger 60 sich zu dem
Magnetkern 66 hinbewegt. Die Ankerrückholfeder 80 spannt
den beweglichen Kontaktträger 60 und
den Anker 72 weg vom Magnetkern 66 vor. Die Kombination
des Führungsstiftes 74 und
der Ankerrückholfeder 80 hilft
dabei eine gleichmäßige Abwärtsbewegung
des beweglichen Kontaktträger 60 vorzusehen
und hilft bei der Verhinderung des Kippens oder Verriegelns, was
während
des Kontaktschließens
auftreten könnte.
Der bewegliche Kontaktträger 60 wird
entlang der Führungsoberfläche 78 geführt, um
dabei mitzuhelfen, einen ebeneren Grat für den Magnetkern 66 vorzusehen.
Zusätzlich
kann das untere Ende des Führungsstiftes 74 dazu
verwendet werden, um die Abwärtsbewegung am
Ende seiner Abwärtsbewegung
abzufedern oder zu dämpfen
wie in einem Stossdämpfer,
um bei der Verminderung des Springens und der Abfederung des Verschlusses
des Ankers 72 mit dem Magnetkern 66 zu helfen.
Durch geeignete Toleranzen bei den Oberflächen 78 des Führungsstiftes 74 und
beim Gehäuse 20 erreicht
man eine Förderung
im Hinblick darauf.
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Es
sei nunmehr auf die elektrische Verbindung zwischen der Kontaktiervorrichtung 12 und
dem Überlastrelais
eingegangen: Eine Spulenverlängerung 84 streckt
sich von der Elektromagnetspule 68 aus. Wie weiter unter
Bezugnahme auf die 9 bis 10 beschrieben werden wird, ist die Spulenverlängerung 84 mit
einem konturierten Spulenanschluss 54 verbunden. Der konturierte
Spulenanschluss 54 erstreckt sich von der Wand 40 der
Kontaktvorrichtung 12 nach außen. Der konturierte Spulenanschluss 54 erstreckt
sich auf und ruht auf der Plattform 50, um so sich selbst
in anstoßendem
Eingriff mit einem elektrischen Leiter oder einer Niet 90 zu
positionieren, die Teil einer gedruckten Schaltungsplatte 92 des Überlastrelais 14 ist.
Im Betrieb wird Leistung an die gedruckte Schaltungsplatte 92 durch
einen Leiter 99 angelegt, der derart bemessen ist, dass
er beispielsweise einen JP1-Acht-Stift-Verbinder aufnimmt, der in die Öffnung 101 des Überlastrelais 14 einsteckbar
ist. Die elektrische Leistung wird durch die gedruckte Schaltungsplatte 92 derart
geliefert, dass sie durch die Niet 90 verfügbar ist,
um eine elektrische Verbindung mit der Spule 68 dann vorzusehen,
wenn der konturierte Spulenanschluss 54 die Niet 90 kontaktiert,
was dann auftritt, wenn das Überlastrelais 14 durch
Schnapppassung auf der Kontaktvorrichtung 12 angebracht
ist.
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Der
Leiter 16a erstreckt sich, wie dies auch der Fall für die Leiter 16b und 16c ist,
durch das Überlastrelais 14 in
die Kontaktvorrichtung 12 und zwar befestigt durch Ansätze 22.
Es ist klar, dass ähnliche
Verbindung auf der entgegengesetzten Seite der Kontaktvorrichtung 12 vorgenommen
werden, derart, dass andere Leiter darin eingesetzt werden können und
zwar befestigt durch Ansatz 22a, um einen Strompfad zu
der Kontaktvorrichtung 12 zu vervollständigen. Wie bei der Diskussion
der 5 im Einzelnen erläutert werden wird, weist das Überlastrelais 14 einen
Magnetflusskonzentrationsabschirmung oder einen Magnetflusskonzentrationsschild 94 auf.
Da es erwünscht
ist, die Magnetflusskonzentrationsabschirmvorrichtung bzw. den Magnetflusskonzentrationsschild 94 durch
einen Stanzprozess herzustellen, wird die Abschirmung bzw. das Schild 94 durch
dünne Schichten
aus laminierten Gliedern oder Elementen 96 aufgebaut, die
miteinander befestigt sind. Ein Magnetflusssensor, wie beispielsweise ein
Hall-Sensor 98 ist in die Luftspalte innerhalb jedes Pols
der Abschirmung bzw. des Schildes eingesetzt. Der Hall-Sensors 98 ist
mit der gedruckten Schaltungsplatte 92 durch Leiter 100 verbunden
und ist mit der gedruckten Schaltungsplatte 92 derart verlötet, dass
das die Abschirmung von der gedruckten Schaltungsplatte 92 wegsteht.
Die Magnetflusskonzentrationsabschirmung 94 ist genau in
dem Überlastrelaisgehäuse 20 an
der Wand 95 positioniert, um so die Ausrichtung des Hall-Sensors 98 zu
bewahren. Der Hall-Sensor 98 und die Magnetflusskonzentrationsabschirmung 94 sehen
in Kombination mit der gedruckten Schaltungsplatte 92 die
notwendige Strommessschaltung derart vor, dass die Kontaktvorrichtung 12 gegenüber Überlastströmen geschützt ist,
und während Überlastströmen abgeschaltet
werden kann.
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4 ist
eine Querschnittsansicht des Überlastrelais 14 und,
wie zuvor beschrieben, weist eine Magnetflusskonzentrationsabschirmung
oder ein Magnetflusskonzentrationsschild 94 auf, und zwar vorzugsweise
hergestellt aus Schichten von laminierten Gliedern 96.
Das Verriegelungselement 28 ist als sich von dem Überlastrelais 14 erstreckend
dargestellt. Das Verriegelungselement weist ein Befestigungsloch 150 auf,
in dem eine manipulierbeständige
Dichtung angeordnet ist, wie beispielsweise eine Draht- oder Bleidichtung
um das nicht autorisierte Öffnen
der Abdeckung 24 zu verhindern.
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Es
sei nunmehr auf 5 Bezug genommen, wo eine einzige
Schicht bzw. Lage 96 der Abschirmung 94 gezeigt
ist. Die Abschirmung bzw. das Schild 94 ist vorzugsweise
aus einem Eisenmaterial aufgebaut wie beispielsweise aus Stahl und
besitzt eine niedrigere magnetische Reluktanz als Luft und ist aufnahmefähig gegenüber Magnetfluss.
Man erkennt, dass Mehrfachschichten 96 verwendet werden,
um die gewünschte
Magnetfeldstärke
zu erreichen. Es kann aber auch eine einzige Schicht oder Lage mit
einer größeren Dicke
in geeigneter Weise verwendet werden. Jede Lage 96 der
Abschirmung 94 weist einen Polabschnitt 130a, 130b und 130c auf,
und zwar für
die Aufnahme von Leitern 16a, 16b und 16c (vergleiche 4),
die in entsprechender Weise hindurchverlaufen. Jeder Polabschnitt
nimmt Magnetfluss auf und zwar proportional erzeugt zur Größe und Phase
des durch diesen Polabschnitt laufenden Stromes. Jeder Polabschnitt 130a, 130b und 130c weist
einen Luftspalt 132a, 132b, 132c auf,
in dem ein Magnetflusssensor angeordnet ist wie beispielsweise Hall-Sensoren 98a, 98b und 98c.
Hallsensoren werden verwendet, weil sie klein sind und leicht in
den verfügbaren
Raum im Überlastrelais passen.
Wegen der verminderten verfügbaren
Fläche
kann der Abstand zwischen den einzelnen Polen bewirken, dass der
Hallsensor in einem Pol (zusätzlichen)
Streufluss von einem benachbarten Pol abfühlt. Während des Betriebs fließt Strom
durch den Leiter 16a in einer Richtung und zwar quer durch
das Glied 96. Ein derartiger Strom erzeugt einen Magnetflusspfad
in Gegenuhrzeigersinnrichtung wie dies durch den Pfeil 136 angedeutet
ist. Der Flusspfad 136 ist beispielsweise aufgeteilt zwischen
einem inneren Flusspfadabschnitt 141 und in einen äußeren Flusspfadabschnitt 140 und
zwar unterteilt durch die U-förmigen Kanäle 142.
Der äußere Flusspfad 140, der
eine Bahn für
Streumagnetfluss vorsieht, wird im Wesentlichen daran gehindert
durch den Polabschirmschlitz 144 hinsichtlich eines direkten
Laufs zum Polabschnitt 130b, wobei aber ein gewisser Streufluss
doch über
die Spalte 139 läuft.
Der zu messende Magnetfluss wird in dem primären Flusspfad 138 konzentriert,
wo er durch den Luftspalt 132a springen muss und schließlich durch
den Hallsensor 98a. Der durch die Polabschirmschlitze 144a und
in ähnlicher
Weise durch Schlitze 144b erzeugte langgestreckte Pfad
konzentriert nicht nur den für
einen bestimmten Pol zu messenden Magnetfluss in dem Hall-Sensor
für diesen
Pol, sondern minimiert jeden Streumagnetfluss den langgestreckten
Pfad über den
Spalt 139 zu laufen, wodurch die Hallsensoren von benachbarten
Polen abgeschirmt werden und zwar gegenüber den Effekten der Kreuzpolmagnetflussinterferenz.
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Man
erkennt ferner, dass die U-förmigen
Kanäle 142 auch
verhindern, dass der Magnetfluss Hallsensoren 98a, 98b und 98c von
benachbarten Polen beeinflusst, und daher werden diese auch als
Polabschirmschlitze angesehen. Jedwede Konfiguration und Anordnung
der Polabschirmschlitze und der U-förmigen
Kanäle,
die den Magnetflusstransfer zwischen Polabschnitten reduziert wird
zur Erfindung gehörend
angesehen. Zusätzlich
erkennt man Folgendes: Obwohl zwei Polabschirmschlitze 144a und 144b und
drei U-förmige
Kanäle
wie beispielsweise 142 gezeigt sind, können mehr Polabschirmschlitze wie
beispielsweise 144a und 144b und zusätzliche Kanäle 142 vorgesehen
sein, und zwar in unterschiedlichen Konfigurationen und Formen,
wobei diese auch verwendet werden können, um die Kreuzpolmagnetflussinterferenz
zu minimieren.
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Die
Menge der Magnetflusslinien, die über die Luftspalte 132a bis 132c gehen
wird bestimmt sowohl durch die Länge
als auch die Breite der Luftspalte. Die speziellen Abschirm und
Flusskonzentrationscharakteristika des Magnetflusskonzentrationsschildes
oder -abschirmung 94 werden bestimmt durch die Anordnung,
Konfiguration und die Breiten der Linearpolabschirmschlitze 144a bis 144b und
der U-förmigen
Kanäle
oder konturierter Polabschirmschlitze 142.
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In
den 5 bis 6 ist die gedruckte Schaltungsplatte 92 ohne
ihre zugehörigen
elektrischen Komponenten mit Ausnahme der Hall-Sensoren 98a, 98b und 98c und
des IP1-Verbinders 99 gezeigt. Die Hall-Sensoren 98a bis 98c werden
von der Oberfläche 93 der
gedruckten Schaltungsplatte 92 durch Leiter 100 angehoben.
Die Hallsensoren 98a bis 98c stehen von der Oberfläche der
gedruckten Schaltungsplatte weg, um so bezüglich der Luftspalte 132a bis 132c selbstausrichtend
zu sein. Die gedruckte Schaltungsplatte 92 und die Magnetflusskonzentrationsabschirmung 94 sind
beide innerhalb des Überlastrelaisgehäuses 20 (vergleiche
die 3 und 4) befestigt, so dass die präzise Anordnung
und Orientierung der Hall-Sensoren nicht gestört wird, die mit ihren empfindlichen
Stirnflächen
senkrecht zu der Richtung des Magnetflusses positioniert sein müssen. Die
gedruckte Schaltungsplatte 92 weist auch Öffnungen 101 auf,
um da hindurchgehende Leiter aufzunehmen. Im Betrieb ... Mehrfachlagen
oder Mehrfachschichten der Magnetflusskonzentrationsabschirmung 94 derart
platziert, dass die Hall-Sensoren 98a bis 98c innerhalb
der Luftspalte 132a bis 132c der Magnetflusskonzentrationsabschirmung 94 positioniert
sind. Leiteröffnungen 103 entsprechen den Öffnungen 101,
um zu gestatten, dass Leiter durch die gedruckte Schaltungsplatte 92 und Magnetflusskonzentrationsabschirmung 94 laufen. Der
Nettoeffekt besteht darin, dass der durch jeden der Leiter 16a bis 16c geleitete
Strom ein Magnetfluss erzeugt, und zwar durch die Abschirmung 94 in die
Hall-Sensoren 98a bis 98c, um die Strommessung
für diesen
Leiter zu erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschrieben und es ist aber klar, dass Äquivalente, Alternativen und
Modifikationen neben den ausdrücklich
erwähnten
möglich
sind und in nerhalb des Rahmens der beigelegten Ansprüche liegen.
Beispielsweise kann die Magnetflusskonzentrationsabschirmung oder
des Magnetflusskonzentrationsschild 94 viele Kombinationen
und Größen von
Polabschirmschlitzen aufweisen und in effektiver Weise eine Verschlechterung 17638
des Sensorbetriebs durch Kreuzpolmagnetfluss zu verhindern.