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Mehrpolige Überstromauslöseeinrichtung Die Erfindung bezieht sich
auf eine mehrpolige Überstromauslöseeinrichtung mit, thermischen Auslösern für elektrische
Schaltgeräte, bei der sämtliche thermischen Auslöser einzeln in durch Isolierstoffzwischenwände
voneinander getrennten, in einer Reihe liegenden Kammern eines gemeinsamen Isolierstoffgehäuses
gekapselt sind. Derartige Auslöserkästchen sind bereits bekannt. Ihnen gegenüber
besteht das Wesen der Erfindung darin, daß das Isolierstoffgehäuse außer den je
mit einem thermischen Auslöser besetzten Kammern eine zusätzliche, durch keinen
Auslöser besetzte und durch eine Isolierstoffzwischenwand von der benachbarten Auslöserkammer
getrennte Kammer aufweist, in der sich eine Einrichtung zur Kompensation des Einflusses
der Raumtemperatur auf die Auslöser und zur Einstellung ihres Auslöseweges befindet,
auf die eine Auslösetraverse einwirkt, welche durch eine Öffnung in der Isolierstoffzwischenwand
hindurchgeht, welche die letzte Auslöserkammer von der zusätzlichen Kammer thermisch
und elektrisch isoliert. Außer den eingangs näher bezeichneten Auslöserkästchen
ist die Anwendung von Raumtemperatureinfluß-Kompensations- und Auslöserwegeinstelleinrichtungen
in Verbindung mit einem oder mehreren Auslösern bekannt. Allerdings hat man bisher
die Anwendung derartiger Einrichtungen nach Möglichkeit dadurch zu vermeiden gesucht,
daß man die Auslösetemperaturen sehr hoch wählte.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, unter Beibehaltung der Vorteile,
namentlich des gedrungenen Aufbaues der eingangs näher bezeichneten Auslöserkästchen,
deren Auslösebereich bzw. Verstellbereich möglichst zu vergrößern. Die erfmdungsgcmäße
Unterbringung und Anordnung der Raumtemperatureinfluß-Kompensations- und -,%.uslöserwegeinstelleinrichtung
ermöglicht trotz des Vorhandenseins dieser Einrichtung einen sehr gedrungenen und
einfachen Aufbau der gesamten Auslöseeinrichtung. Andererseits ermöglicht das Vorhandensein
der Einrichtung zur Kompensation des Einflusses der Raumtemperatur auf die Auslöser
und zur
Einstellung ihres Auslöseweges die Erzielung eines großen
auslöse- bzw. Verstellbereiches ohne Anwendung hoher Auslösetemperaturen, was erhebliche
Vorteile mit sich bringt. Einem großen Auslösebereich bzw. Verstellbereich entspricht
nämlich ein weiter Temperaturbereich. Wenn man dessen obersten Temperaturwert hoch
wählt, um größerer Gedrungenheit wegen eine zusätzliche Kompensationseinrichtung
der in Frage stehenden Art entbehrlich zu machen, so muß man, um die hohen Arbeitstemperaturen
zu erzielen, die thermischen Auslöser, etwa Bimetallstreifen, klein bemessen, was
die Gefahr des Verbrennens mit sich bringt. Überdies liefern schwach bemessene thermische
Auslöser nur geringe Auslösekräfte. Beim Erfindungsgegenstand hingegen können die
Gesamtabmessungen trotz des Vorhandenseins der zusätzlichen Kompensationseinrichtung
klein sein ; ihr Vor handensein aber gestattet es, trotz Erzielung eines weiten
Auslösebereichs, in einem tiefen Temperaturbereich zu arbeiten, was gleichbedeutend
ist der 'Möglichkeit, Auslöser großer Masse anzuwenden, die den obengenannten Nachteilen
von klein bemessenen Auslösern nicht unterworfen sind. Ein besonderer Vorteil des
Erfindungsgegenstandes besteht ferner darin, daß die zusätzliche Kammer im Isolierstoffgehäuse,
die zur Unterbringung der Einrichtung zur Kompensation des Einflusses der Raumtemperatur
auf die Auslöser und zur Einstellung ihres Auslöseweges dient, die bequeme Unterbringung
von zusätzlichen Teilen in ihr gestattet, die gleich der genannten Einrichtung in
unmittelbarer Nähe der Auslöser angeordnet und sowohl ihrer Heizwirkung als auch
unbefugtem Zugriff entzogen sein wollen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in starker
Vergrößerung wiedergegeben.
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Fig. i ist ein Längsschnitt, Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie
1-I der Fig. i, und Fig. 3 gibt eine Einzelheit in etwas geänderter Ausführung wieder.
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Gemäß den Fig. i und 2 ist das Auslösergehäuse A durch Zwischenwände
B in die drei Kammern C und die vierte Kammer D unterteilt. Die Kammern C dienen
zur Unterbringung von drei thermischen Auslösern, von denen jeder zur Überwachung
einer Phase eines Drehstromnetzes bestimmt ist. Die Kammer D enthält eine Kompensations-
und Einstelleinrichtung.
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Der Auslösehub eines Bimetallauslösers ist desto größer, je länger
dieser ist. Um möglichst lange Bimetallstreifen in den Kammern C unterbringen zu
können, sind die Bimetallstreifen im wesentlichen kreisförmig gebogen. Bei Bimetallstreifen
ist sowohl eine unmittelbare Strombeheizung durch einen elektrischen Strom bekannt,
der die Streifen durchfließt, als auch eine mittelbare durch Heizwicklungen, die
um den Bimetallstreifen geschlungen sind. An sich ist die mittelbare Beheizung vorteilhafter,
weil man durch entsprechende Bemessung der Heizwicklung jene Beheizung erzielen
kann, die gerade erwünscht ist, ohne dabei vom Widerstand des Bimetallma;terials
abhängig zu sein. Indessen behindern um den Bimetallstreifen geschlungene Heizwicklungen
dessen Ausbiegung, worin ein wesentlicher Nachteil der mittelbaren Beheizung durch
solche Wicklungen liegt. Dieser Nachteil ist beim Erfindungsgegenstand dadurch vermieden,
daß in der Mitte der Bimetallstreifen E eine zu ihnen konzentrische, beispielsweise
schraubenförmige; Heizwicklung F vorgesehen ist. Durch Einsetzen verschiedener Heizwicklungen,
nämlich solcher von verschiedener Windungszahl und aus verschiedenem Material, kann
man die Bimetallstreifen E auf die mannigfachste Art beheizen. Eine weitere 'Möglichkeit,
die der Erfindungsgegenstand bietet, besteht darin, daß man die Wicklungen F und
die Bimetallstreifen E in Reihe schaltet. An sich wäre dies bedenklich, weil man
befürchten müßte, daß die Verbindung zwischen den Bimetallstreifen und den Heizwicklungen
die freie Beweglichkeit der ersteren beeinträchtigt. Erfindungsgemäß sind die Heizwicklungen
F an einem ihrer Enden vom Auslösergehäuse A getragen, und ihre freien Enden sind
mit den Bimetallstreifen E, welche sie umgeben, stromleitend verbunden. Durch diese
Anordnung wird erreicht, daß die freien Enden der Heizwicklungen und somit ihre
Verbindung mit den Bimetallstreifen leicht beweglich sind. Die anderen Enden der
Heizwicklungen F sind an den Stromanschlußschienen G angebracht, die ihrerseits
am Gehäuse A befestigt sind. Der Stromkreis der Auslöser verläuft von den Schienen
G über die Heizwicklungen F und die Bimetallstreifen E zu den Stromanschlußschienen
H, welche die Bimetallstreifen tragen. Sämtliche Bimetallstreifen E wirken auf die
gemeinsame Auslösetraverse b ein und verschieben sie mit zunehmender Erwärmung nach
rechts. Die Traverse 8 geht durch Öffnungen P in den Zwischenwänden B hindurch,
welche die einzelnen Kammern C, D voneinander trennen.
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Der Bimetallstreifen i der in der Kammer D befindlichen Kompensationseinrichtung
ist im wesentlichen kreisförmig gebogen und konzentrisch um die Achse 2 drehbar
gelagert. Durch die im wesentlichen kreisförmige Krümmung des Streifens i erhält
man wie bei den strombeheizten Streifen E große Ausschläge bei sehr kleiner Rauminanspruchnahme.
Da sich alle anderen Teile der Kompensations- und Einstelleinrichtung um den im
wesentlichen kreisbogenföimig bzw. U-förmig gestalteten Bimetallstreifen i gruppieren,
ist die Rauminanspruchnahme der gesamten Einrichtung sehr
klein.
Der Bimetallstreifen i ist durch ein Tragglied 3 in Gestalt eines Winkelhebels auf
der Achse 2 gelagert, an dem die Schraubenfeder 4 angreift. Die Feder 4 drückt eines
der beiden Enden des Bimetallstreifens i an einen Anschlag 5. An dem durch Temperaturkrümmung
frei beweglichen Gegenende des Bimetallstreifens ist ein Auslöseghed 6 um die Achse
7 drehbar gelagert. Auf das Auslöseglied 6 wirken mittels der Auslösetraverse 8
die Auslöser E ein, deren Raumtemperaturabhängigkeit kompensiert werden soll. Wenn
die Leiste 8 auf das Auslöseglied 6 auftrifft, dreht sie das Glied 6 mitsamt der
Bimetallfeder i und dem Tragglied 3 unter Erhöhung der Spannung der Feder 4 im Gegensinn
des Uhrzeigers um die Achse 2. Der Abstand zwischen der Spitze der Leiste 8 und
dem Auslöseglied 6, d. h. der -,liuslöseweg darf sich bei schwankender Raumtemperatur
und unter sonst gleichbleibenden Verhältnissen nicht oder in nur sehr geringem Maße
verändern. Unter sonst gleichbleibenden Verhältnissen drücken die Auslöser die Leiste
8 bei zunehmender Raumtemperatur nach rechts, während sie sich bei abnehmender Raumtemperatur
nach links verschiebt. Der dem Einfluß der Raumtemperatur gleichfalls unterworfene,
aber nicht strombeheizte Bimetallstreifen i verschiebt das Auslöseglied 6 bei wachsender
Temperatur nach rechts und bei abnehmender Temperatur nach links. Somit findet die
zur Kompensation des Raumtemperatureinflusses erforderliche Gleichsinnigkeit der
Bewegung der Auslöser E und der Bewegung des Auslösegliedes 6 statt. Die Bewegung
muß jedoch nicht nur gleichsinnig, sondern auch möglichst genau maßgleich sein.
Diese Forderung läßt sich in bekannter Weise bequem dadurch erfüllen, daß man dem
Kompensationsbimetallstreifen i die gleiche Form verleiht wie den Auslösebimetallstreifen
E.
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Zwecks willkürlicher Einstellung des Auslöseweges entsprechend der
jeweilig gewünschten Auslösestromstärke ist das Einstellglied g vorgesehen, durch
welches das Auslöseglied 6 unabhängig von der Bewegung des Bimetallstreifens i,
vors dem es getragen wird, um seine Anlenkungsstelle 7 an dem Bimetallstreifen i
drehbar ist. Bei dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Auslöseglied
6 durch einen zweiseitigen Hebel gebildet, auf dessen. eine Seite die Auslöser E,
deren Raumtemperaturabhängigkeit kompensiert werden soll, mittels der Leiste 8 einwirken.
Das Einstellglied g ist um die Drehachse 2 des Bimetallstreifens i drehbar gelagert.-
Sein oberes Ende geht durch einen Schlitz, der im Gehäuse A der Einrichtung vorgesehen
ist, hindurch. Die Oberseite des Gehäuses A ist mit einer Skala versehen. Um mit
ihrer Hilfe die Lage des Einstellgliedes g festlegen zu können, ist. letzteres mit
einem Schlitz g a versehen, der die Funktion eines Zeigers erfüllt. Die dem Einstellglied
g zugekehrte Seite des Auslösegliedes 6 steht mit dem Einstellglied in einer gelenkigen
Verbindung, welche die gemeinsame Drehung des Auslösegliedes und des Einstellgliedes
um ihre Drehachsen 7 bzw. 2 ermöglicht. Eine solche gelenkige Verbindung ist beispielsweise
eine Schlitzführung mit einem in dem Schlitz angeordneten Zapfen. Gemäß Fig. i weist
das Auslöseglied 6 einen Schlitz 6 a auf, in dem ein an dem Einstellglied g befestigter
Zapfen gb geführt ist. Indessen könnte das Einstellglied mit einem Schlitz und das
Auslöseglied mit einem in ihm geführten Zapfen versehen sein.
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Bei der Lage, welche die Glieder 6 und g der Fig. i einnehmen, hat
der Auslöseweg der Auslöser bzw. der Leiste 8 den größtmöglichen Wert. Wenn das
Einstellglied g im Uhrzeigersinn um die Achse :2 gedreht wird, wird der Auslöseweg
verkleinert, weil sich hierbei das Auslöseglied 6 um die Achse 7 im Uhrzeigersinn
dreht. Wenn die Leiste 8 auf das Auslöseglied 6 auftrifft, muß dieses eine zur Einleitung
des Auslösevorganges geeignete Bewegung ausführen, doch darf sich die Lage des Einstellgliedes
g hierbei nicht ändern. Um dies zu verhüten, müssen derartige Reibungsverhältnisse
bestehen, daß das Glied 6 nur durch das Glied g ange-, trieben werden kann, nicht
aber umgekehrt das Glied g durch das Glied 6, wenn: auf dieses die Traverse 8 auftrifft.
Diese Bedingung läßt sich ohne weiteres erfüllen, wenn man das Glied g derart lagert,
daß es infolge des Vorhandenseins großer Reibungskräfte nur schwer um die Achse
2 drehbar ist, und wenn man den Bimetallstreifen i leicht drehbar auf der Achse
z anordnet. Unter dieser Voraussetzung wird beim Auftreffen der Traverse 8 auf das
Glied 6 der Bimetallstreifen i im Gegensinn des Uhrzeigers unter Spannung der Feder
4 um die Achse 2 gedreht, das Glied g bleibt jedoch in Ruhe.
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Um die erforderlichen Reibungsverhältnisse zu schaffen, ist das Tragglied
3 auf der Achse 2 lose gelagert, so daß es mitsamt dem Bimetallstreifen i und dem
Auslöseglied 6 leicht um diese Achse gedreht werden kann. Hierbei ist nur die Kraft
der schwachen Schraubenfeder zu überwinden. Das Glied g ist derart mit der Achse
2 verbunden, daß sich bei Drehung des Gliedes g die Achse 2 mitdreht. Die Achse
2 ist eindeutig in der Stromanschlußschiene ii gelagert. Quer durch die Achse 2
geht ein Zapfen hindurch, zwischen welchem und der Schiene ii eine Blattfeder eingeklemmt
ist. Der Zapfen und die Blattfeder sind in die Zeichnung nicht eingetragen. Dadurch,
daß die Blattfeder auf den Zapfen drückt, wird die Drehung der Achse 2 und somit
die Drehung des Gliedes g einem verhältnismäßig großem Widerstand unterworfen,
der
eine Verstellung des Gliedes g beim Auftreffen der Leiste 8 auf das Glied 6 verhindert.
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Wenn der Bimetallstreifen i an den Anschlag 5 anliegt, dann berührt
ein mit dem Bimetallstreifen i bewegliches Kontaktstück 13 ein mit ihm zusammenwirkendes
ortsfestes Kontaktstück 14. Wenn die Auslösetraverse 8 auf das Glied 6 auftrifft,
wird dieses mitsamt dem Bimetallstreifen i und dem Kontaktstück 13 im Gegensinn
des Uhrzeigers gedreht, wobei sich das Kontaktstück 13 abhebt und hierdurch den
Stromkreis, der zuvor durch die Kontaktstücke 13 und 14 geschlossen war, unterbricht.
Die Kontaktstücke 13 und 14 sind zur Steuerung eines Stromkreises geeignet, bei
dem Momentanunterbrechung erfolgen soll. Wenn sich die Traverse 8 nach erfolgter
Unterbrechung wieder nach links verschiebt (Fig. i), so drehen sich die Bauteile
1; 3, 6 und 13 unter dem Einfluß der Feder 4 um die Achse 2 im U hrzeigersinn, so
daß sich die Kontaktstücke 13 und 14 wieder berühren können.
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Mitunter ist bei einer Auslösung nicht nur momentane bzw. zeitweilige,
sondern dauernde Unterbrechung eines Stromkreises erforderlich. Diesem Zweck dienen
die zusammenwirkenden Kontaktstücke 15 und 16. Das Kontaktstück 15 ist ortsfest
und das Kontaktstück 16 beweglich, und zwar gemeinsam mit einem Sperrglied 17, das
mit dem Tragglied 3 des Bimetallstreifens i verklinkt ist. Das Sperrglied 17 ist
um die Achse 18 drehbar, die an der Rückseite des Gehäuses A aus diesem austritt.
An dem Sperrglied 17 greift exzentrisch zu einer Drehachse 18 die Kraft der Feder
4 an, welche den Bimetallstreifen i gegen seinen Anschlag 5 drückt.
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In der Stellung der Teile gemäß Fig. i berühren die Kontaktstücke
15 und 16 einander. Wenn die Leiste 8 auf das Glied 6 auftrifft, wird der Bimelallstreifen
1 mitsamt dem Tragglied 3 um die Achse 2 im Gegensinn des Uhrzeigers gedreht. Bei
hinreichendem Hub der Leiste 8 wird die Verklinkung zwischen den Teilen 3 und 17
gelöst. Nach Lösung der Verklinkung dreht sich das Sperrglied 17 um die Achse 18
unter dem Einfluß der Kraft der Feder 4 im Gegensinn des Uhrzeigers. Dabei wird
das Kontaktstück 16 vom Kontaktstück 15 abgehoben. Die Kontaktstücke 15 und 16 bleiben
andauernd voneinander getrennt, auch wenn sich die Leiste 8 infolge des Erkaltens
der Auslöser E, durch die sie bewegt wurde, in ihre Ursprungslage zurückverschiebt.
Die Kontaktstücke 15 und 16 werden erst dann wieder miteinander in Berührung gebracht,
wenn die Verklinkung zwischen den Bauteilen 3 und 17 durch Drehung der Achse 18
im Uhrzeigersinn wieder hergestellt wird. Dies kann dadurch erfolgen, daß man ein
besonderes, mit der Achse 18 verbundenes Betätigungsorgan vorsieht. Andererseits
kann die Verklinkung der Bauteile 3 und 17 unter Wiederspannung der Feder 4 selbst=
tätig durch die Bewegung eines Schalterorganes vorgenommen werden.
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Die Kontaktstücke 13 und 16 werden mittels der Schiene ii an einen
Pol des zu steuernden Stromkreises gelegt. Im Oberteil des Gehäuses A sind zwei
Anschlußklemmen ig und 2o vorgesehen. Die erstere ist mit dem Kontaktstück 14 und
die letztere mit dem Kontaktstück 15 stromleitend verbunden. Der zweite Pol des
zu steuernden Stromkreises wird wahlweise an die Klemme ig oder an die Klemme 2o
angeschlossen, je nachdem ob Momentanunterbrechung oder Dauerunterbrechung des zu
steuernden Stromkreises vorgeschrieben ist.
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Ein dritter Auslösefall, der praktisch in Betracht kommt, ist die
rein mechanische Auslösung, beispielsweise die mechanische Öffnung des Schlosses
eines Selbstschalters. Auch für diesen Fall ist der Erfindungsgegenstand geeignet.
Dann läßt man durch die Achse 18 des Sperrgliedes i7 die Kraft der sich bei Entklinkung
des Traggliedes 3 und des Sperrgliedes entspannenden Feder 4 auf das Schloß des
zu steuernden Schalters übertragen. In diesem Fall bildet die Feder 4 einen für
alle Auslöser E, welche auf die Traverse 8 einwirken, gemeinsamen Kraftspeicher.
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Der mehr schematischen Figur 3 zufolge bildet die Heizwicklung F des
Bimetallstreifens E gleichzeitig die Erregerwicklung des Magnetsystems K, das zur
elektromagnetischen Auslösung dient. Der um die Achse L normal zur Papierebene drehbare
Anker v1 wirkt ebenso wie der Bimetallstreifen E auf die Auslöseleiste 8 ein. Bei
thermischer,und elektromagnetischer Auslösung werden in alle Phasen Auslöser der
in Fig. 3 dargestellten Art gelegt.