DE8808343U1 - Thermisches Relais - Google Patents

Description

Beschreibung "Thermisches Relais¹

Die Erfindung betrifft ein thermisches Relais, das einerseits mehrere, in einer ersten Kammer eines Gehäuses- angeordnete Bimetallelemente, die durch Ströme eines mehrphasigen Netzes zur Versorgung einer Last, die einen getrennten, in Reihe geschalteten Magnetschalter durchqueren, erhitabar sind und, wenn die Ströme eine bestimmte Schwelle längere Zeit überschreiten, auf einen mit der Spule des Magnetschalters in Reihe geschalteten, schnell-Öffnenden Schalter einwirken, und andererseits Übertragungseinrichtungen und Einrichtungen zur Wähl der Betriebsart des Schalters zwischen zwei Schnellöffnungsbetrieben aufweist, deren einer mit automatischer Rückstellung und deren anderer mit handgesteuerter Rückstellung stattfindet, wobei der Schalter und die Übertragungsund Befcriebswahleinrichtungen in einer elektromagnetischen Untereinheit vorgesehen sind, die eine zweite Kammer des Gehäuses aufnehmen kann .

Derartige thermische Relais, die sehr häufig in Versorgungsstromkreisen von mehrphasigen Motoren benutzt werden und zum Schutz dieser Motoren bei Auftreten von anhaltenden Überlastungen dienen, sind beispielsweise aus der französischen Patentschrift 2 536 905 der Anmelderin bekannt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung, deren Größe und Funktion nicht notwendigerweise die Eingliederung in ein komplexes Automatiksystem impliziert, ist ein einziger Schalter in einer lösbaren Untereinheit angeordnet.

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Bekanntlich ist bei manchen bekannten thermischen Relais den Übertt'agungseinrichtüngen, die den Ö'f fnungsschaltet betätigen _f ein zweiter, schnellschließender Schalter zU~ geordnet/ der sich in einem von dem Spülenstromkreis des Magnetschalters elektrisch unabhängigen Anieigeströmkreis befindet und die Anzeige eines Fehlers gestattet.

wenn eine solche ÄüZeigefunktion von sinsr elektromechanischen Untereinheit der oben beschriebenen Art ausgeführt werden soll, vergrößert sich zwangsläufig ihr Volumen* Außerdem muß dafür gesorgt werden, daß der Übertragungsmechanismus nicht überlastet wird, wodurch er die erforderliche Empfindlichkeit verlieren würde.

Ferner ist es häufig erforderlich, daß neben der elektrischen Anzeige, die mit Hilfe von Leitern großer Länge auch als Fernanzeige ausgebildet sein kann, eine lokale optische Anzeige vorgesehen ist, die ebenfalls das Auftreten eines Fehlers anzeigt, und daß örtliche handbetätigte Kontrollorgane vorgesehen sind, mit denen durch mechanische Simulierung eines Stromfehlers getestet werden kann, ob die Vorrichtung einwandfrei arbeitet.

Ziel der Erfindung ist es, eine Untereinheit für ein thermisches Relais mit dem oben beschriebenen Aufbau zu schaffen, deren Abmessungen relativ gering bleiben, bei der keine wesentlichen zusätzlichen Reibungen durch Einbau eines Schließschaltefs zur Fehleranzeige auftreten und die ferner bei der Montage eine sehr einfache Maß- und Sichtprüfuiig gestattet.

Zu diesem Zweck ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einer Querwand, die in ihrem oberen Bereich ein erstes Paar von Anschlüssen, die

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einem Öffnungsschälter zugeordnet sind, und ein zweites Paar von Anschlüssen trägt/ die einem Anzeigeschalter zugeordnet sind, die beiden beweglichen Kontaktelemente der Schalter angeordnet sind/ die einerseits Drehachsen und andererseits Betätigungspunkte aufweisen, an denen die Schübünd Freigabewirkung eines gemeinsamen beweglichen Teils angreift _t das im wesentlichen ein verformbares Parallelogramm wildet/ in dein von zwei TotpünktdurGhgangsfedern bei einer Auslösung die eine gespannt und die andere gleichzeitig entspännt wird.

Weitere Merkmale der Erfindung, insbesondere Merkmale, die eine einfache Montage der Untereinheit allein und eine ge^Ä haue Anordnung der Bestandteile des kompletten thermischen Relais gewährleisten, ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Prinzipdarstellung des thermischen Relais, wobei gezeigt ist, auf welche 'feise seine wichtigsten Organe geometrisch voneinander getrennt sind,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild des Relais,

Fig. 3 eine andei*. ächematische Prinzipdarstellung des Relais, die wirklichkeitsgetreuer die Anordnung der Organe zeigt,

Fig. 4 eine Vorderansicht, die die anordnung der feststehenden und beweglichen Kontaktelemente auf der Vorderseite einer Querwand einer lösbaren Untereinh? " zeigt,

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Fig. 5 eine Seitenansicht des thermischen Relais, die eine
bevorzugte Ausführung und Anordnung der lösbaren
Untereinheit mit dem Kontaktesystem zeigt,

Fig. 6 eine Rückansicht des thermischen Relais, die die

¹ auf einer Rückseite einer Querwand der Untereinheit i angeordneten Organe zeigt,

Fig. 7 eine Rückansicht der Untereinheit, die Einstell- |i

und Schnellauslöseorgane zeigt, die denen von Fig. 6 f

I-■ überlagert sind, und |

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Teils des I

Relaisgehäuses, wobei die Kammer zur Aufnahme der i

Untereinheit und die mit den Anschlußstücken zusammenwirkenden Formen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt schematisch ein thermisches Relais 1,
mit einem isolierenden Gehäuse 2, in dem zwei Kammern 3, 23
vorgesehen sind, die durGh eine Querwand 45 voneinander
getrennt sind. In der Kammer 23 befinden sich drei Bimetallelemente 4, 6, 8, die mit Eingangsstiften 5, 7, 9 und Aus- , gangsanschlüssen 10, 11, 12 verbunden sind. Die freien Enden
der Bxmetallelemente wirken auf bekannte Weise mit einem
System von zueinander parallelen Schiebern 13 zusammen,
das sowohl gleiche Biegungen von gleich erwärmten Bimetallelementen als auch unterschiedliche Biegungen von unsymmetrisch erwärmten Bimetallelementen aufnehmen und verarbeiten
kann.

Dieses System 13 überträgt als Reaktion auf Stromfehler,
die in einer in Reihe geschalteten Last auftreten, seine
Bewegung Übel? ihrem mechanischen Ausgang 22 auf übertragungö- | einrichtungen 14, die auf öder in einer lösbaren tJnterein- | heit 20 angeordnet sind,, die sich in der Kammer 23 befindet. J

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Diese Dbertragungseinrichtungen enthalten vorzugsweise eine Schnellauslösevorrichtung 46, eine Einrichtung 15 zur mechanischen Anzeige der Zustände dieser Schnellauslösevorrichtung , einen Betriebsartwähler 16 für den Betrieb mit manueller Rückstellung oder mit automatischer Rückstellung, ein Prüforgan 18, mit dem die Übertragungseinrichtungen durch mechanische Simulierung eines Stromfehlers getestet werden können, und einen Knopf 17 zur Einstellung der Betriebsnennstromstärke .

Der mechanische Ausgang dieser Übertragungseinrichtung 14 überträgt über ein Verbindungselement 21 die Bewegungen auf einen aus zwei Schaltern 27, 28 bestehenden Schaltersatz, der von der Übertragungseinrichtung beispielsweise durch eine Querwand 47 der Untereinheit 20 geometrisch getrennt ist.

Ein Betätigungsorgan, beispielsweise ein getrennter Stauerdruckknopf 19, gestattet zu jedem Zeitpunkt die Öffnung eines normalerweise geschlossenen Schalters 28.

Unabhängig davon, ob der Unterbrechersatz getrennt ist oder nicht, besteht er aus einem Schließschalter 27 mit Anschlüssen 33, 34 und einem Öffnungsschalter 28 mit Anschlüssen 35, 36, wobei der Schließschalter beispielsweise in einem ff Fernanzeigestromkreis 50 angeordnet ist und der Öffnungaschalter in einem Steuerstromkreis 51 zu einer Magnetspule 52 eines Magnetschalters 53 in Reihe geschaltet ist, dessen Schalter 54, 55, 56 mit den Bimetallelementen und mit einem Motor 57 oder einer anderen Last in Reihe geschaltet sind (Fig. 2).

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Gemäß einer bevorzugten Anordnung 60, die in Fig. 3 gezeigt ist, in der dieselben Bezugszahlen, jedoch mit einem Strichindex versehen, benutzt werden und die eine wirklichkeitsgetreuere schematische Darstellung eines thermischen Relais zeigt, das mit dem von Fig. 1 vergleichbar ist, sind die Organe 15', 16', 17', 18', 19" und die Anschlüsse 33', 34', 35', 36' der Schalter auf einer gemeinsamen Oberseite 58 des Relaisgehäuses 59 zugänglich.

Wie Fig. 1 zeigt, wirken auf die mit den feststehenden Kontaktelementen 38, 40 zusammenwirkenden, beweglichen Kontaktelemente 37, 39 der schnellöffnenden Schalter 27, 28 an Punkten 31, 32 Verbindungselemente 21 des mechanischen Ausgangs ein und versetzen diese in Schwenkbewegungen um Drehachsen 29 bzw. 30.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die Verbindungselemente 21, die Punkte 31, 32 und die Drehachsen 29, 30 im wesentlichen auf einem verformbaren Parallelogramm 41 mit der festen Basis 42 und der hierzu parallelen, beweglichen Seite 43 angeordnet, die über die Verbindung zwischen ihr und den Verbindungselementen 21 und die Verbindung zwischen diesen und der Vorrichtung 46 bewegt werden kann (vgl. Fig. 1 und 4).

Der Schalter 28 kann durch einen Druckknopf 19 manuell geöffnet werden, dessen Betätigung nicht die Schließung des Schalters 27 mit sich bringt. Mit diesem Druckknopf kann der Steuerstromkreis 51 des dem thermischen Relais 1 zugeordneten Magnetschalters 53 geöffnet werden (Fig. 2).

Die Fig. 4 zeigt, in der ein praktisches Ausführungsbeispxel 65 unter Verwendung derselben Bezügszählen wie in Fig. 1 in einer Betrxebsawischenphase dargestellt ist, sind die

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beiden schnellöffnenden Schalter 27, 28 jeweils mit einer Schnappvorrichtung (mit Totpunktdurchgang) versehen, die Zugfedern 66, 67 besitzen, die einerseits in Winkeln 68, 69 in Nähe von Kerben 71, 72 zur Aufnahme von Messern 73, 74 verankert sind, die an den Enden der hebeiförmigen, beweglichen Elemente 37, 40 vorgesehen sind. Andererseits sind diese Federn an geeigneten Punkten dieser Hebel verankert .

Diese Winkel sowie Winkel 75, 76, die die feststehenden Kontakte 38, 39 tragen, sind von flachen Leitern 77, 78 bzw. 79, 81 aus gebogen, deren entgegengesetzte Enden zu elektrischen Anschlußbereichen 82, 83 bzw. 84, 85 für die Anschlüsse 33, 34 bzw. 35, 36 umgebogen sind.

Ein geführter Schieber 70, der sich parallel zu einer durch die Messer verlaufenden Ebene bewegen kann, befindet sich zwischen zwei Punkten 31, 32 der Kontakthebel, wobei einer dieser Punkte durch die Feder 66 des Hebels 37 in Richtung D an dem Vorsprung 86 in Anschlag gebracht wird, während der andere Vorsprung 87 auf den F-ebel 40 in derselben Ric^- tung einen Schub ausübt, wenn der Mechanismus 46 in derselben Richtung wirkt.

Wenn sich also dieser Schieber durch Einwirkung des Mechanismus 46 bei Auftreten eines Fehlers in Richtung D bewegt, schließt sich der offene Schalter 27, während sich der geschlossene Schalter 28 öffnet.

Bei dieser gleichzeitigen Bewegung des Schiebers und der gleich ausgebildeten Hebel 37, 40 wird auf den Hebel 40 nicht nur die Schlagkraft, die von dem Mechanimus 46 auf den Schieber übertragen wurde, sondern auch die durch die Feder 66 des Hebels 37 erzeugte Kraft übertragen. Mit dieser Anordnung wird also ein dynamischer Ausgleich der Hebel

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sowie eine Verringerung der Kräfte erzielt/ die der Mechanismus 46 zum Öffnen des Schalters 28 entwickeln muß*

Wenn der Schieber 70 übrigens nicht durch den Mechanismus &trade;

46 betätigt ist und der Hebel 37 sich also in der in unterbrochenen Linien gezeichneten Stellung befindet, wird dem Hebel aufgrund der Stellungen des Messers, der Feder und dieses Hebels zueinander keine stabile Stellung jenseits des Totpunktes verliehen, was ebenfalls in umgekehrter Eishtung für den Hebel 40 gilt, wenn dieser die in unterbrochen hen Linien gezeichnete Stellung einnimmt.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführüngsform der Schalter, die in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist, sind die Teile 77, 79, 81, 78, die die beweglichen Hebel bzw. die feststehenden Kontakte 37, 40 aufnehmen, an der Fläche 89 einer Querwand 86 der lösbaren Untereinheit 80 befestigt und befinden sich in einem Raum 92 (Fig. 5), während sich die Anschlüsse 33, 34, 35, 36 in einem oberen Bereich 87 der Untereinheit befinden, der dem oberen Bereich 90 des Gehäuses des Relais 90

benachbart ist.

Der Schlagmechanismus 46, der eine Kippvorrichtung (mit Totpunktdurchgang) aufweist, sowie der Schieber 70 sind an der entgegengesetzten Seite 91 der Querwand 86 in einem Raum 93 angeordnet. In diesem Raum 93 der Untereinheit befinden sich ferner ein Betriebsartwähler 16, der hierbei aus einem vei'ötellbaren Knopf zur Auswahl der Betriebsart besteht·, ein in unterbrochenen Linien gezeichnetes Drehorgan 17 zur Einstellung der Stromstärke, ein Druckknopf 18 zur Fehlersimulierung, ein Druckknopf 1S zur manuellen Öffnung und ein farbiges Teil 15, das ein Zustandsanzeigeorgan bildet und von einem beweglichen Organ des Mechanismus 46 getragen ist (Fig. 6).

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Diese Teile sind in entsprechenden Aussparungen angeordnet, <£le zwischen hervorstehenden Teilen 94, 95, 96/ 97 der Quer" p Wand Vorgesehen sind (Fig. 6),

Fig. 4 zeigt, daß ein Ende 92 des Schiebers 70 bei seiner Bewegung in Richtung D sich Vor einer Fläche mit zwei durch eine Abschrägung 65 getrennten Stufen 98, 99 befindet, die zu einem verstellbaren und verschiebbaren Knopf gehört (Betriebsartwähler 16)* Je nachdem, ob sich dieser Knopf im Zustand A, in dem das Ende 92 vor Passieren des Totpunkts des Mechanismus 46 angehalten wird, oder im Zustand M befindet, in dem dieser Totpunkt überschritten ist und eine stabile Lage erreicht ist, erhält man (nach Abkühlung der Bimetällelemente) -, die Betriebsart mit automatischer Rückstellung bzw. die Betriebsart mit manueller Rückstellung.

Die manuelle Rückstellung wird bewirkt, Wenn auf den Betriebäartwähler 16 manuell ein Druck in Richtung G ausgeübt wird, während das Ende 92 mit der Fläche 99 in Kontakt ist. Dieses Ende läuft dabei über die Abschrägung 65 und bewirkt dadurch eine Bewegung des Schiebers 70 in der D entgegengesetzten Richtung.

Bei beiden Rückstellungsarten - manuell oder automatisch wird durch eine unzureichende Abkühlung der Bimetallelemente, die diese Bewegung des Schiebers zuläßt, dennoch die Zustandsänderung des Mechanismus 46 verhindert.

i Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel 100 der Schlagvorrich- |

tung 14. Hierbei ist der Drehknopf 17 zur Einstellung der |

Stromstärke mit einer Kurvenscheibe 101 versehen, deren |

Winkelstellung die Stellung eines V-förmig oder U-förmig gebogenen Ausgleichs-Bimetallelements 102 bestimmt, das in dem Körper 104 der Untereinheit 80 am Punkt 103 drehbar

-10-gelagert ist und dessen Ende 105 einen Träghebel 106, der bei 107 ebenfalls in dem Körper drehbar gelagert ist, eine bestimmte Ausrichtung verleiht.

Ein Ende 108 dieses Traghebels trägt ein Gelenk 1Ö9, um das ein Betätigungshebel 110 schwenkbar ist, dessen Ende 111 mit dem Differentialschiebersystem 13 zusammenwirkt lind dessen Bewegung auf ein entgegengesststss Ends 112 überträgt. Dieses ist gegenüber einem Übertragungshebel 113 angeordnet, der in dem Körper 114 schwenkbar gelagert ist und dessen Ende 115 eines der Enden einer Zugfeder 116 aufnimmt , deren anderes Ende an einem Kippelement 118 eingehängt ist, das über ein Messer 119 in dem Körper drehbar gelagert ist. Der Hebel 113 ist also ständig einem Zug ausgesetzt.

Die Kippvorrichtung 46 mit Totpunktdurchgang besteht also aus den Organen 113, 115, 116, 118 sowie aus einer Verlängerung 120 des Kippelements 118, deren Ende spielfrei mit einer geeigneten Aussparung 121 des Schiebers 70 zusammenwirkt .

Durch eine Winkelbewegung des Ausgleichs-Bimetallelements 102 in Richtung Qj infolge der Drehung des Drehknopfs wird also der Abstand e zwischen dem Ende 112 des Betätigungshebels 110 und dem Übertragungshebel 113 vergrößert, wodurch die Schwelle der Auslösestromstärke erhöht wird.

Wie Fig. 4 zeigt, verlaufen die feststehenden leitenden Teile 77, 78 und 81, 79 mit den Winkeln 68, 69 bzw. den feststehenden Kontakten 38 , 39 parallel zu einer Richtung

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und senkrecht zu einer Richtung D, die ihrerseits zur Bewegungsrichtung des Schiebers parallel ist. Diese Teile sind an der Seite 89 beispielsweise durch Niete 139, 141, 142, 143 befestigt und sind bezüglich des Körpers 104 der Untereinheit 80 durch Zusammfenwirkung von Vorsprüngen und/oder

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Aussparungen ausgerichtet. Anstelle der Nieten können auch erhabene und vertiefte Bereiche dieser Teile vorgesehen werden/ deren Enden miteinander verquetscht werden.

Die entgegengesetzten, abgewinkelten Enden 82? 84 bzw* 83/ 85 dieser feststehenden Teile, die mit Anschlüssen 33/ 36 bzw. 34, 35 versehen sind, besitzen Profile 131, 132/ 133/ &Idigr;34 in Form eines umgekehrten x^:s, die in efrEspärechena gg= foriu'te, päßgenäüe Aussparungen 135, 136, 137, 138 der Kammer 3 des Gehäuses 9Ö zur Aufnähme der Untereinheit. 80 eintreten und durch isolierende und versteifende Wände 144, 145, 146 voneinander getrennt sind.

Durch diese Maßnahmen wird die Untereinheit nicht nur bezüglich den Differentialschiebern 13, die ihrerseits von dem Gehäuse getragen werden, in eine präzise und stabile geometrische Position gebracht, sondern wird auch ein fester Halt der Anschlüsse in dem Gehäuse geschaffen, so daß sich die feststehenden Teile bei der Verschraubung dieser Anschlüsse nicht verformen können. Ein Deckel 90' drückt die Untereinheit an und schließt die Kammer 3.

Claims (1)

1. - 1 ansprüche

   Thermisches Relais, das einerseits mehrere, in einer ersten Kammer eines Gehäuses angeordnete Bimetallelemente, die durch Ströme eines mehrphasigen Netzes zur Versorgung einer Last, die einen getrennten, in Reihe geschalteten Magnetschalter durchqueren, erhitzbar sind und, wenn die Ströme eine bestimmte Schwelle längere Zeit überschreiten, auf einen mit der Spule des Magnetschalters in Reihe geschalteten, schnellöffnenden Schalter einwirken, und andererseits Übertragungseinrichtungen und Einrichtungen zur Wahl der Betriebsart des Schalters zwischen zwei Schnellöffnungsbetrieben aufweist, deren einer mit automatischer Rückstellung und deren anderer mit handgesteuerter Rückstellung stattfindet, wobei der Schalter un3 die Übertragungs- und Betriebswahleinrichtungen in einer elektromagnetischen Untereinheit vorgesehen sind, die eine zweite Kammer des Gehäuses aufnehmen kann,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß parallel zu einer Querwand (86) der Untereinheit (80), die in ihrem oberen Bereich (87) ein erstes Paar von Anschlüssen (35, 36), die einem Öffnungsschalter (28) zugeordnet sind, und ein zweites Paar von Anschlüssen (33, 34) trägt, die einem Anzeigeschalter (27) zugeordnet sind, die beiden beweglichen Kontaktelemente (37, 38) der Schalter angeordnet sind, die einerseits Drehachsen (73, 74) und andererseits Betätigungspunkte (31, 32) aufweisen, an denen die Schub- und Freigabewirkung eines gemeinsamen beweglichen Teils (70) angreift, das im wesentlichen ein verformbares Parallelogramm (41) bildet, in dem von zwei Totpunktdurchgangsfedern (66, 67) bei einer Auslösung die eine gespannt und die andere gleichzeitig entspannt wllfd.

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   2. Thermisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (86) auf einer im wesentlichen ebenen Fläche (89) die Anschlüsse (33 bis 36), die Teile (37, 38) und die feststehenden leitenden Teile (77, 79, 81, 78) aufnimmt, die im wesentlichen parallel auf den oberen Bereich (87) zu verlaufen und in umgebogenen Winkeln Nuten (29, 30) zur Aufnahme der Lagermesser (73, 74) der beweglichen Kontakte aufweisen, während eine entgegengesetzte Fläche (91) der Qut.,wand zur Führung eines Schiebers (70) dient, der senkrecht

   k zu den feststehenden Teilen (77, 78, 79, 81) angeordnet

   ist.

   3. Thermisches Relais nach Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum (93) der Untereinheit (80), der durch die entgegengesetzte Fläche (91) und durch Rippen (94, 95, 96, 97) abgegrenzt ist, die beweglichen Teile (113, 116, 118) aufnimmt, die eine Schnellöffnungsvorrichtung (46) bilden, deren Ausgang (120) mit dem Schieber (70) zusammenwirkt.

   4. Thermisches Relais nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die entgegengesetzte Fläche (91) und Rippen (94, 95, 96, 97) abgegrenztes Volumen (S3) der Untereinheit (80) die Einstellorgane (16, 17) des Relais sowie

   das Anzsigeorgan (15), das Fehlersimulierungsorgan (18), das manuelle Rückstellorgan (16) und ä&n Organ (19) zur handgesteuerten Öffnung des Steuerstromkreises (51) eines zugeordneten Magnetschalters (53) aufnimmt.

   5. Thermisches Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß abgewinkelte Teile (82, 84; 83j 85) der feststehenden leitenden Teile* die in den

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   Nuten (29, 30} bzw, den feststehenden Kontakten (38_&/ |

   39 ) entgegengesetzten Bereichen mit Anschlüssen (33, _s

   36; 34/ 35) versehen sind, Profile (131, 132, 133/ 134) in Form eines umgekehrten T's aufweisen*