DE69903419T2

DE69903419T2 - Kontaktmechanismus für elektronisches schutzrelais

Info

Publication number: DE69903419T2
Application number: DE69903419T
Authority: DE
Inventors: Henry Passow
Original assignee: Siemens Energy and Automation Inc
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2019-04-24
Also published as: KR20010043638A; EP1078384A1; DE69903419D1; CN1203502C; CN1308767A; WO1999060596A1; KR100622307B1; EP1078384B1; JP2002516457A; JP4311879B2; US5959518A

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Relais und insbesondere einen Auslösemechanismus für ein Überlastrelais.

Allgemeiner Stand der Technik

Überlastrelais sind elektrische Schalter, die in der Regel im industriellen Umfeld verwendet werden, um elektrische Geräte vor Schäden zu schützen, die auf Überhitzung zurückzuführen sind, die wiederum durch einen zu starken Stromfluß verursacht wird. In einem typischen Fall ist das elektrische Gerät ein Dreiphasenmotor, der durch ein anderes, üblicherweise als Schaltschütz bezeichnetes Relais an eine Stromquelle angeschlossen ist. Ein typisches Schaltschütz ist ein Starkstromrelais mit drei geschalteten Stromwegen zum Schließen und Unterbrechen jeder der mit der dreiphasigen Stromguelle verbundenen Stromkreise.
Die zum Schließen und Öffnen der Kontakte erforderliche Bewegung erhält man magnetisch als Ergebnis eines Stromflusses durch eine Spule, die wiederum durch einen Strom angeregt wird, dessen Fluß durch einen anderen, in der Regel entfernt angeordneten Schalter gesteuert wird.
Bei einer herkömmlichen Anordnung ist ein Überlastrelais mit dem Steuerschalter für die Spule des Schaltschützes in Reihe geschaltet. Wenn das Überlastrelais einen Überlastzustand, erfaßt, unterbricht es den Strom zu der Spule des Schaltschützes, wodurch sich das Schaltschütz öffnen und das von dem Schaltschütz gesteuerte elektrische Gerät von der Stromquelle trennen kann, um Schäden an dem elektrischen Gerät zu verhindern.
Überlastrelais haben in der Vergangenheit für jede Phase Widerstandsheizeinrichtungen verwendet, die sich in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit einem Bimetallelement befinden, was wiederum einen Schalter steuert. Wenn eine Überlast erfaßt wird, wie wenn beispielsweise von der Widerstandsheizeinrichtung zu dem Bimetallelement ausreichende Wärmeeingabe vorliegt, dann öffnet das Bimetallelement seinen zugeordneten Schalter, um die Schaltschützspule stromlos zu machen und das zugeordnete elektrische Geräteteil von der Stromquelle zu trennen.
Aus dem am 23. Dezember 1975 an McClellan erteilten US- Patentbrief 3,928,833 ist ein Beispiel für ein Wärmeüberlastrelais bekannt, das zum Erwärmen eines Bimetallstreifens eine Widerstandswärmeinrichtung verwendet. Hier ist das Relais mit einem Rücksetzmittel konstruiert, so daß das Relais unabhängig davon, welche Position das Rücksetzmittel annimmt, nicht automatisch zurückgesetzt werden kann. Eine Wiedereinschaltfeder ist so angeordnet, daß sie gegen ein Spannmittel gespannt wird, wenn das Rücksetzmittel aktiviert wird, und danach ausgelöst wird, wodurch sie einen Kontakthebel aus einer ersten, offenen Schaltposition in eine zweite, geschlossene Schaltposition bewegt.
In jüngster Zeit ist das Relais vom Typ mit Widerstandsheizeinrichtung und Bimetall durch elektronische Überlastrelais ersetzt worden. Siehe beispielsweise der am 12. Januar 1993 an Zuzuly erteilte eigene US- Patentbrief 5,179,495, dessen ganze Offenbarung unter Bezugnahme hier aufgenommen ist. Die Ausgangssignale derartiger Schaltungen weisen in der Regel eine relativ geringe Leistung auf, und infolgedessen ist möglicherweise ein Halbleiterschalter erforderlich, damit das Ausgangssignal den Schaltschützspulenstrom steuern kann. Der Halbleiterschalter kann wiederum den Fluß zu einem Kontaktmechanismus mit relativ geringer Leistung steuern, der wiederum betätigt werden kann, um den Stromfluß zum Schaltschütz zu steuern und auch einen Indikator zu betätigen. Der Indikator ist üblicherweise ein Licht, das bei Auftreten einer sich aus einer Überlast ergebenden Abschaltung aufleuchtet. Ein derartiger Kontaktmechanismus ist in meiner eigenen, am 11. April 1997 eingereichten gleichzeitig anhängigen Anmeldung "Trip Mechanism for an Overload Relay", laufende Nummer 08/838,904 (Rechtsanwaltsaktenzeichen Nr. 97 P 7460 US) offenbart, dessen völlige Offenbarung hier unter Bezugnahme aufgenommen ist.
In einem typischen Fall bleibt ein Überlastrelais, wenn es einmal ausgelöst worden ist, in seiner offenen Position und verhindert den Stromfluß zu dem Schaltschütz. Um den Betrieb des von dem System gesteuerten Geräts wiederaufnehmen zu können, muß das über das Relais infolgedessen zurückgesetzt werden, was in der Regel von Hand geschieht. Es wird üblicherweise ein Druckknopf verwendet, so daß die das Gerät bedienende Person den Druckknopf drücken kann, um ein Rücksetzen des Systems zu bewirken, wodurch die Kontakte des Überlastrelais geschlossen werden und wieder Strom zu der Schaltschützspule fließen kann, was wiederum die Kontakte des Schaltschützes schließt und Strom zu dem elektrischen Gerät bereitstellt.
Gleichzeitig wird von anwendbaren Standards gefordert, daß der Druckknopf und die zugeordneten mechanischen Komponenten des Überlastrelais derart konstruiert sein müssen, daß sich die Überlastrelaiskontakte im Fall einer Überlast selbst dann öffnen können, wenn der Druckknopf zu Rücksetzzwecken eingedrückt worden ist oder eingedrückt wird. Von diesen gleichen. Standards wird außerdem gefordert, daß das Überlastrelais derart sein muß, daß es nicht von Hand umgangen werden kann, indem beispielsweise der zum Rücksetzen verwendete Druckknopf in einer das Rücksetzen des Überlastrelais bewirkenden Position festgeklemmt wird. Dadurch sollen Schaden an dem elektrischen Gerät verhindert werden, wenn während des Prozesses des Zurücksetzens des Überlastrelais ein Überlastzustand eintritt oder weiterbesteht oder wenn der Überlastrelaisrücksetzdruckknopf in der Rücksetzposition absichtlich oder auf andere Weise festgeklemmt wird. Die Absicht des Standards besteht mit anderen Worten darin, daß er es erforderlich macht, daß das Überlastrelais derart konstruiert wird, daß es durch Niederhalten oder Festklemmen des Druckknopfs in der Rücksetzposition nicht umgangen werden kann. Ein Überlastrelais mit einem derartigen Merkmal ist als ein Überlastrelais mit "Freiauslösung" bekannt.
Der in meiner oben angeführten, gleichzeitig anhängigen Anmeldung beschriebene Überlastrelaismechanismus enthält ein Merkmal, durch das ein Indikator betätigt werden kann, wenn eine Überlast auftritt, und es handelt sich bei ihm um ein Überlastrelais mit Freiauslosung. Wenn es so eingesetzt wird, wie beabsichtigt, arbeitet es außerordentlich gut, doch kann in einigen Fallen, in denen sich der Druckknopf in der Rücksetzposition befindet und es zu einer weiteren Auslösung kommt, während die Schaltschützspule bestromt wird, um das von dem System gesteuerte Gerät abzuschalten, die Kontraktbedienvorrichtung für den Teil des Systems, der eine Anzeige über ein Rücksetzen oder eine Auslösung liefert, auf den Druckknopf oder die zugeordnete Struktur treffen, bevor die in dem Indikatorstromkreis verwendeten Kontakte sich völlig schließen, was zu einer irrtümlichen Anzeige des Zustands des Überlastrelais führt.
Die vorliegende Erfindung soll ein oder mehrere der obigen Probleme überwinden.

Kürze Darstellung der Erfindung

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen und verbesserten Auslösemechanis mus für ein Überlastrelais. Insbesondere besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines derartigen Mechanismus, der über ein Überlastrelais mit Freiauslösung oder einen anderen elektrischen Mechanismus, der beziehungsweise das beim elektrischen Schalten verwendet wird, immer präzise Anzeigen liefert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung löst die obige Aufgabe in einem Mechanismus zur Verwendung in einer elektrischen Schalteinrichtung, die eine beweglich montierte Hebelbaugruppe enthält, die zwischen zwei Schaltpositionen bewegt werden kann. Elektrische Kontakte werden durch die Hebelbaugruppe betätigt, und eine Bedienvorrichtung ist beweglich in einem Weg neben der Hebelbaugruppe montiert, um die Hebelbaugruppe zu einer der Schaltpositionen zurückzusetzen. Die Bedienvorrichtung kann aus einer ersten Position in eine zweite Position und dann eine dritte Position bewegt werden. Der Mechanismus enthält einen Vorsprung, der mit der Bedienvorrichtung zwischen der ersten, zweiten und dritten Position bewegt werden kann und mit der Hebelbaugruppe nur dann in Eingriff gebracht werden kann, wenn sich die Bedienvorrichtung in der zweiten Position befindet, um die Hebelbaugruppe in die eine Schaltposition zu bewegen, und die in der ersten und dritten Position von der Hebelbaugruppe getrennt ist, damit sich die Hebelbaugruppe ganz in die andere der Schaltpositionen bewegen kann.
Der Vorsprung ist bevorzugt ein Finger an der Bedienvorrichtung und besonders bevorzugt ein Federfinger.
Bei einer höchst bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Mechanismus als Auslösemechanismus für ein Überlastrelais verwendet, das ein Gehäuse enthält, wobei in dem Gehäuse ein Anker zur Bewegung zwischen zwei kontaktöffnenden oder -schließenden Positionen montiert ist. In dem Gehäuse sind feste Kontakte sowie bewegliche Kontakte, die von dem Anker in Eingriff genommen werden können, um dadurch auf die festen Kontakte zu und von ihnen weg bewegt werden zu können, angeordnet. Ein beweglicher Hebel ist dem Anker zugeordnet und kann betätigt werden, um den Anker aus der kontaktöffnenden oder -schließenden Position in die andere der kontaktöffnenden oder -schließenden Position zu verschieben. Eine Bedienvorrichtung für den Hebel ist vorgesehen und kann zu dem Hebel hin und von diesem weg bewegt werden. Die Bedienvorrichtung trägt einen Federfinger, der mit dem Hebel in Eingriff gebracht werden kann, um zu bewirken, daß der Hebel den Anker aus der einen kontaktöffnenden oder -schließenden Position in die andere kontaktöffnende oder -schließende Position schieben kann. Der Federfinger kann mit der Bedienvorrichtung in einem Weg aus einer von dem Hebel getrennten ersten Position in eine zweite, mit dem Hebel in Eingriff stehende Position und dann in eine dritte, vom Hebel getrennte Position bewegt werden.
Das Gehäuse trägt neben dem Bewegungsweg des Federfingers eine Spannfläche zur Ineingriffnahme durch den Federfinger, während er sich aus der ersten Position zu der zweiten Position bewegt, um den Federfinger ausreichend zu belasten, damit die Feder nach dem Erreichen der zweiten Position ausreichend gespeicherte Energie enthält, um die Verschiebung des Ankers zu bewirken. Wenn sich die Feder in der dritten Position befindet, befindet sie sich in einer nicht behindernden Beziehung zu dem Hebel, damit der Hebel den Anker ganz zu der einen kontaktöffnenden oder -schließenden Position zurückführen kann.
Deshalb wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Auslösemechanismus für ein Überlastrelais bereitgestellt, das folgendes umfaßt: ein Gehäuse; einen beweglichen Hebel; eine Bedienvorrichtung für den Hebel, die auf den Hebel zu und von diesem weg bewegt werden kann; einen Federfinger, den die Bedienvorrichtung trägt und der mit dem Hebel in Eingriff gebracht werden kann, wobei der Federfinger mit der Bedienvorrichtung in einen Weg aus einer von dem Hebel getrennten ersten Federposition in eine mit dem Hebel in Eingriff stehende zweite Federposition und dann in eine vom Hebel getrennte dritte Federposition bewegt werden kann; und eine Spannfläche, die in dem Gehäuse neben dem Weg fixiert ist; wobei die Spannfläche von dem Feder finger in Eingriff genommen wird, wenn sich der Federfinger aus der ersten Federposition auf die zweite Federposition zubewegt, um den Federfinger ausreichend zu belasten, daß der Federfinger nach Erreichen der zweiten Federposition ausreichend gespeicherte Energie enthält, um den Hebel und die zweiten Kontakte zu bewegen, wobei sich der Federfinger in die dritte Federposition bewegt, in der sich der Federfinger in einer nicht behindernden Beziehung zu dem Hebel befindet; dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus weiterhin folgendes umfaßt: erste Kontakte, die in dem Gehäuse fixiert sind; zweite Kontakte, die auf die jeweiligen der ersten Kontakte zu und von diesen weg bewegt werden können; und einen im Gehäuse montierten länglichen Anker mit ersten und zweiten Enden, die jeweilige der zweiten Kontakte tragen; wobei der Hebel dem Anker zugeordnet ist und sich von dort in einer Richtung allgemein zu der Bedienvorrichtung erstreckt; wobei sich der Anker mit dem Hebel zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition bewegt; und wobei der Hebel die zweiten Kontakte auf die jeweiligen der ersten Kontakte zu und von diesen weg bewegt.
Bei einer stark bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Anker zur Bewegung zwischen der ersten und zweiten Schaltposition schwenkbar im Gehäuse montiert.
Die ersten Kontakte können einen ersten Kontaktsatz und einen zweiten Kontaktsatz umfassen und die zweiten Kontakte können entsprechende Kontaktsätze umfassen.
Vorteilhafterweise nimmt der erste Kontaktsatz einen jeweiligen der entsprechenden Kontaktsätze in der ersten Schaltposition in Eingriff und die zweiten Kontakte nehmen einen anderen der entsprechenden Kontaktsätze in der zweiten Schaltposition in Eingriff.
Es wird bevorzugt, daß der Anker magnetisch betätigt wird, damit er sich aus der zweiten Schaltposition unter Überlastbedingungen in die erste Schaltposition bewegt.
Der bewegliche Hebel kann eine zur Ineingriffnahme durch den Federfinger ausgelegte Schlagfläche enthalten.
Der Federfinger umfaßt ein Ende einer Torsionsfederspule, die an der Bedienvorrichtung montiert ist.
Bevorzugt ist die Bedienvorrichtung eine von Hand betätigbare Rücksetzbedienvorrichtung und besonders bevorzugt ein Druckknopf.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Federfinger ein Ende einer Torsionsfederspule, die an der Bedienvorrichtung montiert ist.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und ergeben sich teilweise aus der Beschreibung oder können durch die Ausübung der Erfindung in Erfahrung gebracht werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können mit Hilfe der Instrumentarien und Kombinationen, die in den beigefügten Ansprüchen besonders hervorgehoben sind, realisiert und erhalten werden.

Beschreibung der Zeichnungen

Die beiliegenden Zeichnungen, die in die Patentschrift integriert sind und einen Teil dieser darstellen, veranschaulichen eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und dienen zusammen mit der oben erfolgten allgemeinen Beschreibung und der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform zur Erläuterung der Grundlagen der Erfindung.
Fig. 1 ist eine etwas schematische Schnittansicht durch einen gemäß der Erfindung hergestellten Auslösemechanismus, die die Konfiguration der Komponenten in der ausgelösten Position zeigt, wobei sich die Rücksetzbedienvorrichtung in ihrer normalen Position befindet,
Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 1, veranschaulicht sie die Position der Komponenten, wenn die Rücksetzbedienvorrichtung auf eine Rücksetzposition zubewegt wird,
Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich den Fig. 1 und 2, doch veranschaulicht sie die Konfiguration der Komponenten, wenn eine Rücksetzoperation eingeleitet wird,
Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich den Fig. 1-3, doch veranschaulicht sie die Position der Komponenten, wenn das Rücksetzen beendet worden ist,
Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich den Fig. 1-4, wobei sich die Rücksetzbedienvorrichtung in einer Rücksetzposition befindet, wobei die Ansicht aber die Konfiguration der Komponenten veranschaulicht, wenn zu diesem Zeitpunkt eine Auslösung eingetreten ist,
Fig. 6 ist eine Ansicht ähnlich den Fig. 1-5, die aber die Konfiguration der Komponenten bei Auslösung für eine beliebige Zwischenposition der Rücksetzbedienvorrichtung veranschaulicht, und
Fig. 7 ist eine Schnittansicht ungefähr entlang der Linie 7-7 in Fig. 6.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird das Überlastrelais der vorliegenden Erfindung ohne Freiauslösung in einer ausgelösten Position gezeigt, und es enthält ein allgemein mit 10 bezeichnetes Gehäuse. Am Gehäuse ist ein erster Satz allgemein mit 12 bezeichneter fester Arbeitskontakte und ein allgemein mit 14 bezeichneter Satz fester Ruhekontakte montiert. Das Gehäuse enthält einen Schwenkstift 16, auf dem ein allgemein mit 18 bezeichneter länglicher bistabiler Anker schwenkbar montiert ist. Der Anker 18 trägt einen allgemein mit 20 bezeichneten ersten Satz beweglicher Kontakte und einen allgemein mit 22 bezeichneten zweiten Satz beweglicher Kontakte, die sich auf die festen Kontakte 12 und 14 zu beziehungsweise von diesen weg bewegen.
Ein allgemein mit 24 bezeichneter Rasthebel ist so mit dem Anker 18 verbunden, daß er sich mit diesem bewegen und somit zwischen den beiden stabilen Positionen des Ankers 18 um den Drehpunkt 16 hin- und her bewegen kann.
Am Gehäuse ist eine allgemein mit 26 bezeichnete manuelle Bedienvorrichtung montiert, die eine Rücksetzbedienvorrichtung ist und einen Druckknopf 28 und einen herabhängenden Schaft 30 enthält. Selbige ist zur Hin- und Herbewegung im Gehäuse 10 allgemein auf den Rastheben 24 zu und von diesem hinweg montiert. Eine allgemein mit 32 bezeichnete manuelle Stopbedienvorrichtung ist ebenfalls im Gehäuse 10 zur Hin- und Herbewegung montiert und kann so betätigt werden, daß sie die Arbeitskontakte 14, 22 unter den in meiner oben erwähnten, gleichzeitig anhängigen Anmeldung beschriebenen Bedingungen öffnet.
Nunmehr unter Betrachtung der festen Kontakte 12 enthalten diese zwei elektrisch und physisch beabstandete Kontakte 38 und 40. Die Kontakte 38 und 40 sind so ausgelegt, daß sie von einem von dem Anker 18 getragenen länglichen Kontaktstab 22 überbrückt werden. Der Kontaktstab 42 ist in der gleichen Richtung wie der Anker 18 länglich und ist an seinen Mittelpunkt lose an einem Pfosten 44 montiert, der sich von dem Anker 18 aus in einer allgemein quer zu seiner Erstreckungsrichtung und zu einer Seite des Drehpunkts 36 verlaufenden Richtung erstreckt. Der Pfosten 44 enthält neben seinem oberen Ende ein Querglied, das wie ein Drehpunkt für den Kontaktstab 42 dient. Eine von dem Anker 18 getragene Feder 48 spannt den Kontaktstab 42 gegen den Drehpunkt 46 vor.
Die Ruhekontakte 14, 22 enthalten im wesentlichen identische Komponenten, einschließlich eines länglichen Kontaktstabs 50 und physisch und elektrisch beabstandete feste Kontakte 52 und 54. Der Kontaktstab 50 wird von einem Pfosten 56 am Anker 18 getragen und ist durch eine Feder 58 gegen ein Querglied 60 am Pfosten vorgespannt, der auch einen Drehpunkt für das Querglied 50 definiert. Es wird beobachtet, daß die Querglieder 46 und 60 die jeweiligen Kontaktstäbe 42, 50 ungefähr in ihrer jeweiligen Mitte in Eingriff nehmen.
Nunmehr unter Betrachtung des Ankers 18 enthält dieser ein erstes Magnetpolstück 62 und ein paralleles, beabstandetes zweites Magnetpolstück 64. Zwischen den Polstücken 62 und 64 liegen der Drehpunkt 16 sowie zwei Permanentmagnete 66. Die Permanentmagnete 66 könnten eine einteilige Struktur aufweisen, doch sind sie der Zweckmäßigkeit halber und zum Aufnehmen des Drehpunkts 16 als zwei getrennte Magnete gezeigt.
Am Gehäuse 10 ist ein magnetisches Joch oder Polstück 70 montiert, das die Form eines flachen "U" mit Schenkeln 72 und 74 aufweist. Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, ist um die Ausbuchtung 78 des Polstücks 70 herum eine Stromspule 76 angeordnet. In einigen Fällen ist die Stromwicklung 76 eine einzelne Spule, während in anderen Fällen zwei elektrisch getrennte Spulen darauf aufeinander gewickelt sind. Die jeweilige Anordnung hängt von dem Steuermodus der mit dem Mechanismus eingesetzten Elektronikschaltung ab. Falls selbige den Stromfluß durch die Spule 76 umkehrt, das Relais aus einem Zustand zu einem anderen umzuschalten, braucht nur eine einzige Spule verwendet zu werden. Falls selbige den Stromfluß jedoch nicht umkehrt, sondern ihm stattdessen von einer Spule zur anderen umschaltet, dann werden andererseits als die Spule 76 zwei zueinander entgegengesetzt gewickelte Spulen verwendet.
Nunmehr unter Betrachtung des Rasthebels 24 kann selbiger zwischen den beispielsweise in den Fig. 1 und 4 gezeigten Positionen bewegt werden. Der Rasthebel enthält an seinem oberen Ende eine Schlagfläche 80. Der Schaft 30 der Bedienvorrichtung 26 enthält einen Hohlraum 82 mit einem inneren Montagestift 84. Die Spule 86 einer Torsionsfeder ist auf dem Montagestift 84 angeordnet. Die Torsionsfeder weist unmittelbar neben einer vertikalen Wand 90 des Hohlraums 82 ein oberes Ende 88 sowie ein entgegengesetztes Ende 92 auf, das sich von dem Hohlraum 82 nach außen und nach unten zu einer Stelle unter der Unterseite 95 des Schafts 30 der Bedienvorrichtung 26 erstreckt.
Das Gehäuse wiederum enthält unmittelbar über dem Hebel 24 eine Ausnehmung 94, deren untere Seite 96 liegt unter und im Bewegungsweg des Endes 92 der Torsionsfeder 86. Das Ende 92 der Torsionsfeder stößt normalerweise an einer diagonalen unteren Fläche 98 des Hohlraums 82 an, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Bedienvorrichtung wird in einer Öffnung 100 im Gehäuse 10 aufgenommen und ist, wie bereits erwähnt, so montiert, daß sie sich darin hin- und herbewegen kann.
Die Kontakte 14, 22 schließen sich üblicherweise zum Bestromen der Spule eines Schaltschützes, das wiederum den Fluß des elektrischen Stroms zu dem gesteuerten Gerät steuert. Die Kontakte 12, 20 werden in der Regel in einem Indikatorstromkreis verwendet, um beispielsweise den Stromfluß zu einem elektrischen Licht oder dergleichen zu steuern. Mit den Komponenten in der in Fig. 1 dargestellten Konfiguration wird der Stromfluß zum Schaltschutz gestoppt, während der Stromfluß zum Indikator bewirken kann, daß der Indikator den Eintritt eines ausgelösten Zustands anzeigen kann.
Wenn der Auslösemechanismus aus dem in Fig. 2 dargestellten ausgelösten Zustand zurückgesetzt werden soll, wird auf den Druckknopf 28 eine durch einen Pfeil 102 dargestellte Abwärtskraft ausgeübt. Während sich die Bedienvorrichtung 26 in dem Gehäuse 10 nach unten bewegt, trifft das Ende 92 der Torsionsfeder 86 auf die Fläche 96 der Ausnehmung 94. Die Fläche 96 wirkt wie eine Spannfläche und spannt die Feder 86.
Eine weitere Abwärtsbewegung der Bedienvorrichtung 26 ist in Fig. 3 dargestellt, und während sich selbige weiter in das Gehäuse 10 bewegt, bewegt sich das Federende 92 aus der Ausnehmung 96 heraus in eine fast vertikale Position. Sobald sich das Federende 92 vom Gehäuse 10 wegbewegt hat, schnappt es gegen die Schlagfläche 80, und wegen der durch die Spannfläche 96 bereitgestellte Vorbelastung der Feder 86 wird die von der Feder gespeicherte Energie gegen die Schlagfläche 80 gerichtet, was bewirkt, daß sich der Hebel 24 wie durch einen Pfeil 104 in Fig. 4 dargestellt im Uhrzeigersinn bewegt. Dies wiederum bewirkt, daß sich der Anker 18 in die andere seiner bistabilen Position bewegt, wie in Fig. 4 dargestellt, wodurch die Kontakte 14, 22 geschlossen werden, um wieder den Stromfluß zu der Schaltschützspule zu gestatten und durch Öffnen der Kontakte 12, 20 den Indikator zu löschen. Nachdem sich das Ende 92 der Spulenfeder 86 wie in Fig. 5 dargestellt von der Schlagfläche 80 entfernt hat, wobei sich die Bedienvorrichtung 26 in ihrer untersten Position befindet, bewegt es sich in die in Fig. 5 gezeigte Position gegen einen nicht gezeigten Anschlag. An dieser Stelle findet es sich in einer nicht behindernden Position für den Hebel 24 und die Schlagfläche 80 derart, daß sich der Hebel 24 in Richtung eines Teils 106 in Fig. 5 bewegen kann, um den Anker 18 in eine Position zu verschieben, an der die Kontakte 14, 22 wieder öffnen, um den Stromfluß zu der Schaltschützspule zu stoppen, während die Kontakte 12, 20 wieder schließen, um den Indikator zu beleuchten. Das heißt, der Anker 18 kann selbst mit der Rücksetzbedienvorrichtung 26 in einer Rücksetzposition in einen ausgelösten Zustand bewegt werden, um den Betrieb des Schaltschützes zu stoppen und den Betrieb eines Indikators einzuleiten.
Fig. 6 zeigt einen weiteren möglichen Zustand an, in dem die Bedienvorrichtung 26 nur teilweise niedergedrückt ist, es der Fall sein könnte, wenn sie festgeklemmt wäre. Sie veranschaulicht auch den Vorteil der Erfindung. In dieser Situation hat sich das Federende 92 am weitesten nach unten gegen die untere Fläche 98 des Hohlraums 82 bewegt, befindet sich aber immer noch in einer nicht behindernden Beziehung zu der Schlagfläche 28 und gestattet eine ganze Bewegung des Ankers 18 in seine ausgelöste Position. Das heißt, das Federende 92 befindet sich, wenn die Feder 86 nicht gespannt ist, außerhalb des. Bewegungswegs der Schlagfläche 80, um eine ganze Bewegung des Ankers 18 zwischen seinen beiden bistabilen Positionen zu gestatten. Folglich sind die Kontakte 12, 20 vollständig geschlossen, um eine präzise Anzeige zu liefern, daß das Relais ausgelöst worden ist. Durch die Konstruktion der Erfindung wird somit jegliche Störung zwischen dem Anker 24 und der Bedienvorrichtung 26 vermieden, die eine ganze Bewegung des Ankers 18 in seine ausgelöste Position verhindern könnte, so daß sich die Indikatorarbeitskontakte 12, 20 nicht vollständig schließen. Dadurch wird eine Fehlanzeige vermieden.
In einigen Fällen kann es erwünscht sein, daß die untere Fläche 98 des Hohlraums 82 in der Bedienvorrichtung wie in 110 gezeigt zu der einen oder anderen Seite der Bedienvorrichtung 26 abgewinkelt ist. In einem derartigen Fall wird das Federende 92 bei einer Aufwärtsbewegung der Bedienvorrichtung 26 unter dem Einfluß einer Vorspannfeder 112, wie sie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, auf das Ende 114 der Schlagfläche 94 schlagen und auf einer Seite derselben ausweichen, um sich von dem Ende 114 zu entfernen und die Rückkehr der Bedienvorrichtung 26 in ihre volle oberste Position zu gestatten. Wenn natürlich die von der Feder 112 gelieferte Vorspannung stark genug ist, kann die diagonale Fläche 110 eliminiert werden, da das Feder ende 92 einfach ausreichend auslenken kann, um sich um das Ende 114 der Spannfläche 96 herum zu bewegen. Die diagonale Fläche 98 kann aber auch entfallen und das obere Ende 88 der Feder 86 kann beispielsweise in der in Fig. 1 gezeigten Position an der Bedienvorrichtung 26 fixiert werden. Als noch weitere Alternative kann die Unterseite der Spannfläche 96 in die Papierebene von Fig. 1 hinein oder aus dieser heraus abgeschrägt sein, um den Finger 92 auf die eine oder die andere Seite zu steuern, um das Ende 114 der Spannfläche 96 zu passieren.
Aus dem Obengesagten versteht sich, daß ein gemäß der Erfindung hergestellter Auslösemechanismus sicherstellt, daß sich der von dem Federende 94 bereitgestellte Rücksitzvorsprung außer Eingriff mit dem Hebel 24 befindet, außer wenn er zuvor zum Zurücksetzen des Mechanismus gespannt worden ist. Nachdem das Zurücksetzen erfolgt ist, kommt es zu keiner Behinderung für eine ganze Bewegung des Ankers in eine ausgelöste Position, mit der Folge, daß sich Kontakte für einen Indikatorstromkreis ganz schließen, um eine zuverlässige Anzeige zu liefern, daß der Mechanismus ausgelöst worden ist.
Der Fachmann erkennt ohne weiteres weitere Vorteile und Modifikationen. Die Erfindung ist deshalb in ihren breiteren Aspekten nicht auf die hier gezeigten und beschriebenen spezifischen Einzelheiten und repräsentativen Einrichtungen beschränkt. Dementsprechend können zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Schutzbereich des allgemeinen erfindungsgemäßen Konzepts abzuweichen, wie es durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Auslösemechanismus für ein Überlastrelais, das folgendes umfaßt:

ein Gehäuse (10);

einen beweglichen Hebel (24);

eine Bedienvorrichtung (26, 28, 30) für den Hebel (24), die auf den Hebel (24) zu und von diesem weg bewegt werden kann;

einen Federfinger (92), den die Bedienvorrichtung (26) trägt und der mit dem Hebel (24) in Eingriff gebracht werden kann, wobei der Federfinger (92) mit der Bedienvorrichtung (26) in einen Weg aus einer von dem Hebel (24) getrennten ersten Federposition in eine mit dem Hebel (24) in Eingriff stehende zweite Federposition und dann in eine vom Hebel (24) getrennte dritte Federposition bewegt werden kann; und

eine Spannfläche (96), die in dem Gehäuse (10) neben dem Weg fixiert ist, wobei die Spannfläche (96) von dem Federfinger (92) in Eingriff genommen wird, wenn sich der Federfinger (92) aus der ersten Federposition auf die zweite Federposition zubewegt, um den Federfinger (92) ausreichend zu belasten, daß der Federfinger (92) nach Erreichen der zweiten Federposition ausreichend gespeicherte Energie enthält, um den Hebel (24) und die zweiten Kontakte (20, 22) zu bewegen, wobei sich der Federfinger (92) in die dritte Federposition bewegt, in der sich der Federfinger (92) in einer nicht behindernden Beziehung zu dem Hebel (24) befindet;

dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus weiterhin folgendes umfaßt:

erste Kontakte (12, 14, 38, 40, 52, 54), die in dem Gehäuse (10) fixiert sind;

zweite Kontakte (20, 22), die auf die jeweiligen der ersten Kontakte (12, 14, 38, 40, 52, 54) zu und von diesen weg bewegt werden können; und

einen im Gehäuse (10) montierten länglichen Anker (18) mit ersten und zweiten Enden, die jeweilige der zweiten Kontakte (20, 22) tragen;

wobei der Hebel (24) dem Anker (18) zugeordnet ist und sich von dort in einer Richtung allgemein zu der Bedienvorrichtung (26, 28, 30) erstreckt;

wobei sich der Anker (18) mit dem Hebel (24) zwischen einer ersten Schaltposition und einer zweiten Schaltposition bewegt; und

wobei der Hebel (24) die zweiten Kontakte (20, 22) auf die jeweiligen der ersten Kontakte (12, 14, 38, 40, 52, 54) zu und von diesen weg bewegt.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der Anker (18) für die Bewegung zwischen der ersten und zweiten Schaltposition schwenkbar im Gehäuse (10) montiert ist.

3. Mechanismus nach Anspruch 2, wobei die ersten Kontakte (12, 14, 38, 40, 52, 54) einen ersten Kontaktsatz (12, 38, 40) und einen zweiten Kontaktsatz (14, 52, 54) umfassen und die zweiten Kontakte (20, 22) entsprechende Kontaktsätze umfassen.

4. Mechanismus nach Anspruch 3, wobei der erste Kontaktsatz (12, 38, 40) einen jeweiligen (20) der entsprechenden Kontaktsätze in der ersten Schaltposition in Eingriff nimmt und der zweite Kontaktsatz (14, 52, 54) und die zweiten Kontakte (20, 22) einen anderen (22) der entsprechenden Kontaktsätze in der zweiten Schaltposition in Eingriff nehmen.

5. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Anker (18) magnetisch betätigt wird, damit er sich aus der zweiten Schaltposition unter Überlastbedingungen in die ersten Schaltposition bewegt.

6. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der bewegliche Hebel (24) eine Schlagfläche (80) enthält, die zur Ineingriffnahme durch den Federfinger (92) ausgelegt ist.

7. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Federfinger (92) ein Ende einer Torsionsfederspule (86) umfaßt, die an der Bedienvorrichtung (26) montiert ist.

8. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bedienvorrichtung (26) eine von Hand betätigbare Rücksetzbedienvorrichtung ist.

9. Mechanismus nach Anspruch 8, wobei die Rücksetzbedienvorrichtung ein Druckknopf ist.

10. Elektrische Schalteinrichtung, die einen Auslösemechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfaßt.