DE896677C

DE896677C - UEberstromselbstschalter mit thermischer Ausloesung

Info

Publication number: DE896677C
Application number: DEP20502A
Authority: DE
Inventors: Ernst Besag; Thomas Daniel Guy Wintle
Original assignee: JA Crabtree and Co Ltd
Current assignee: JA Crabtree and Co Ltd
Priority date: 1947-08-14
Filing date: 1948-11-04
Publication date: 1953-11-16
Also published as: GB624598A; BE484373A; US2523897A; FR970308A; US2606062A

Description

Die Erfindung betrifft einen Über Stromselbstschalter mit thermischer Auslösung durch zylindrische Bimetallfühler, die je eine von dem zu schaltenden Strom durchflossene Heizspule mngeben; sie zielt -darauf ab, einem derartigen Selbstschalter eine möglichst gedrängte Form zu geben und so den Einbau in vielen Fällen, beispielsweise bei Werkzeugmaschinen zu erleichtern.

Zu diesem Zweck ist der Überstromselbstschalter

ίο nach der Erfindung in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallfühler und Heizspulen mit senkrechter Achsrichtung in nebeneinanderliegenden geschlossenen Einzelkammern untergebracht sind, die als Ganzes an drei Seiten von weiteren, die Auslöse- und Regeleinrichtung enthaltenden geschlossenen Kammern und an der vierten Seite von einem die Anschlußklemmen und Schaltkontakte aufnehmenden Raum umgeben sind. Durch diese Anordnung ist also die Nebenausrüstung eines derartigen Überstromselbstsehalters in eine flache Focrm gebracht, die, ohne die Breiten- und Tiefenabmessungen des eigentlichen Schaltschützes samt seines Ankers zu überschreiten, dessen Höhe nur um einen möglichst geringen Betrag steigert, der im wesentlichen 'der Abmessung der Wärmefühler in ihrer Achsrichtung entspricht. Die erfindungsgemäße Anordnung ist auch insofern besonders vorteilhaft, als die Wärmefühler durch ihre Unterbringung in geschlossenen Kammern, die wiederum durch ruhende Lufträume in Form von

weiteren geschlossenen Kammern umgeben sind, weitgehend wärmeisoliert sind.

Die die Einzelkammern an drei Seiten umgebenden Kammern eignen sich infolge ihrer länglichen Form hervorragend für die Aufnahme der Auslöse- und Regeleinrichtung. In diesem Sinne besteht ein weiteres Kennzeichen des Überstromselbstschalters nach der Erfindung darin, daß die mittlere der die Einzelkammern umgebenden geschlossenen Kammern eine unter der Einwirkung der Bimetallfühler stehende Stangensteuerung enthält, die einerseits mit der Auslösevorrichtung¹ in der einen Seitenkammer und andererseits mit einer die umgebenden thermischen Verhältnisse berücksichtigenden regelbaren Kompensationsvorrichtung in der anderen Seitenkammer im Eingriff steht.

Weitere Kennzeichen der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels eines Überstromselbstschalters nach der Erfindung hervor. Es zeigt

Fig. ι eine Draufsicht auf das Gehäuse bei abgenommenem mittlerem Deckel und unter Freilegung weiterer Einzelheiten durch entsprechende Ausschnitte,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. i,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines Bimetallelements und
Fig. 4 die Einzelteile desselben,

Fig. 5 eine Kammer mit der Heizspule und Teile der Schaltstäbe in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 6 eine schaubildliche Ansicht einer Querseite des Schaltergehäuses mit der die Kompensationsvo-rrichtung enthaltenden Kammer und

Fig. 7 eine Draufsicht auf diese Vorrichtung bei abgenommenem Deckel,

Fig. 8 und 9 Schnitte nach den Linien VIII-VIII und IX-IX in Fig. 7 bei aufgesetztem Deckel, Fig. 10 einen Schnitt nach Linie X-X in Fig. 8 und

Fig. 11 einen. Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 9.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist das* aus Isolierstoff bestehende Schaltergehäuse α durch Zwischenwände in einzelne Kammern unterteilt. An der Rückseite befindet sich ein langer schmaler Raum für die Schaltstäbe c und d. Zwei Kammern e und f an den Querseiten nehmen die Kompensationsvorrichtung g für äußere thermische Einflüsse und die Sperrvorrichtung h auf. Zwischen diesen Räumen werden nach rückwärts drei Kammern k gebildet, deren jede einem thermischen Auslöser m enthält, während vor diesen Kammern in ' Aussparungen η die Anschlußklemmen, 0, o¹ unter- . gebracht sind, unter denen sich Lichtbogenkammern· mit den festen Kontakten 8 und den beweglichen Kontakten 9 befinden. Das Gehäuse ist an einer Rückplatte i^a durch Bolzen 2° befestigt, wie insbesondere aus Fig. 11 hervorgeht.

Jeder thermische Auslöser weist einen senkrecht angeordneten Metallkern p auf, der bei y in, den Boden der Kammer k eingenietet ist. Rund um den Metallkern ist eine Heizspule ί angeordnet, die ihrerseits von einem Bimetallelement t umschlossen ist.

Dasi Bimetallelement stellt einen unvollständigen Zylinder dar und besitzt an einem Ende einen Lappen: t¹, der zwischen einem Anschlag u am Gehäuse und einem seitlichen Vorsprung- c¹ des Schalt-Stabes c liegt, während am anderen Ende ein V-förmiger Hebel ν befestigt ist. Der eine Arm v¹ dieses Hebels ist rechtwinklig abgebogen und an dem Zylinder t angenietet, und der andere Arm v^z steht mit dem Schaltstab· d im Eingriff. Am Scheitel des Hebels ist ein Stift w befestigt, 'der in der Mitte des Zylinders· t in eine axiale Bohrung des Metallkerns p hineinragt und darin drehbar ist.

Das untere Ende der Heizspule ί ist an eine Klemme.χ im .Bonden der Kammer angeschlossen, und das obere Ende s¹ ist im Spalt i² des Bimetallelements abwärts gebogen und an eine zweite Klemme x¹ angelötet. Die Spule ist von dem Metallkern durch eine Zwischenlage y¹ aus Asbest oder Glaswolle oder durch einen Überzug aus Emaille isoliert.

An den Enden der Heizspule sind Glimmerscheiben i, 2 vorgesehen, um die Wärme der Spule zurückzuhalten und auf Bimetallelement zu lenken sowie um die Entstehung von Strömungen zu verhindern, die einen Wärmeverlust darstellen würden. Der Metalilkern p ruht am unteren Ende auf der Scheibe 2, während das obere verjüngte Ende p¹ von der Scheibe 1 umgeben ist und als Auflage für den Stift w dient. Der Deckel 3 des· Gehäuses besitzt Aussparungen, die teilweise mit Asbestscheiben 4 ausgefüllt sind, die gemeinsam mit Luftzwischenräumen 5' eine weitere Herabsetzung der Wärmeverluste bedingen.

Die rückwärtige Kammer b bietet nicht nur Raum für die Unterbringung der Schaltstäbe c und d, sondern enthält auch ruhende Luft, die der Wärmeisolierung dient. Vor den Heizkammern k sind Luftkamine 5 zur Erzielung einer Kühlwirkung zwischen, den Kammern und den Anschlußklemmen vorgesehen. Durch diese Luftkamine 5 sind die Verbindungsleitungen 6 und 7 von den Anschlußklemmen 0 und o¹ zu der Spulenklemme χ bzw. .dem festen Schaltkontakt 8 geführt, wobei die Anschlußklemme o¹- dazu dienen kann, einen oder mehrere .andere Schalteinrichtungen von· demselben Überstromschalter zu speisen. Den festen Kontakten· 8 sind die beweglichen Kontakte 9 zugeordnet, die zusammen die Schaltkontakte des Selbstschalters bilden und in Lichtbogenkammern untergebracht sind, die durch geneigte Wände 11 von den Anschlußklemmen getrennt sind. Die festen Kontakte 8 sind je durch eine Leitung 10 mit den Endenx¹ der Heizspulen.verbunden.

Die Heizkammern k sind bis auf Öffnungen für den Durchtritt 'der Enden t¹ _ und v² der Bimetallelemente allseitig geschlossen..Diese öffnungen sind klein gehalten und möglichst weit voneinander entfernt, um die Wärmeverluste der. einzelnen Kammern zu vermindern. Die Kammern besitzen einen hochgezogenen Boden, durch den die darunter

befindlichen Stromzuleitungen 6 und io zu den Spulenenden gegen Wärme isoliert sind.

Die Kompensationseinrichtung für die umgebenden thermischen Einflüsse ist in Fig. 6 bis ii wiedergegeben. Sie besteht in einem Bimetallstreifen g, der in seinem mittleren Teil auf dem Schaft einer Stellschrauben² wippenartig gelagert ist und dessen eines Ende mit der Auslösestange· d zusammenwirkt, während das andere Ende mit einem Nocken, d² im Eingriff steht.

Dieser Nocken ist zu einer Kappe a² ausgebildet, die auf einem Zapfen b² des Gehäuses unter Reibung drehbar ist. Zu diesem Zweck ist eine bogenförmige Blattfeder i² in einem Schlitz k² des Zapfens angeordnet, wobei die umgebogenen Enden der Blattfeder in Aussparungen k³ des Zapfens greifen. Die Feder nimmt die Toleranz zwischen der Kappe α² und dem Zapfen b² auf und bewirkt, daß die Kappe mit dem Nocken in der gewünschten Stellung durch Reibung festgehalten wird.

Die Kappe a? wird von einer zylindrischen Metallklammer /² umfaßt, die mit Marken versehen ist, denen ein fester Zeiger g² am Gehättsedeckel hzwecks Ablesung der jeweiligen Einstellung gegenübersteht. Ein kleiner äußerer Anschlag c³ an dem Zapfen, wirkt mit einem inneren Vorsprung a^z an der Kappe zusammen, derart, daß die Verstellung der Kappe in beiden Drehrichtungen begrenzt wird. Durch die Drehung des Nockens wird erreicht, daß sich der Abstand x² des Bimetallstreifens von dem Schaltstab d ändert.

Eine weitere Verstellmöglichkeit des Bimetallstreifens ist dadurch gegeben, daß letzterer wippenartig auf dem Schaft ra⁴ einer Stellschraube n² gelagert ist, der durch eine Bohrung des Bimetallstreifens dringt und in einer Nut c⁴ des Gehäuses geführt ist. Die Schraube wird in dem halbzylindrischen Muttergewinde o² durch eine rechtwinklig gebogene Blattfeder p^s gehalten, und zwar ragt die Schraube durch ein Loch im längeren Schenkel p^s der Feder, während, der kürzere Schenkel p² in eine Aussparung c⁵ eingreift, derart, daß die Feder gespannt gehalten wird. Der Schraubenkopf ist durch eine Öffnung h¹ im Deckel h² zugänglich. Diese Öffnung wird nach erfolgter Einstellung durch einen Sprungdeckel r² verschlossen, der unbefugten Zugang zur Stellschraube verhindert und so> ausgebildet ist, daß das eine Ende in eine Nut s² am Boden des Gehäuses c² und das andere Ende mit "einem runden Loch über einen Zapfen i³ an der Oberseite des Deckels greift, um diesen zugleich festzuhalten.

Nachdem in der Fabrik eine erste Einstellung durch Drehen der Stellschraube n² vorgenommen worden ist, kann durch Drehen der Kappe»², die zu diesem Zweck gerändelt ist, eine Feineinstellung erreicht werden, wobei der Bimetallstreifen g eine Kippbewegung um den Zapfen n* ausführt und dadurch der Luftspalt x² geändert wird. Die Auslösung des Schalters erfolgt in der Weise, daß bei Erwärmung des im wesentlichen zylindrischen Bimetallelements t durch die Wärmewirkung des Stromes in der Heizspule χ das Bimetallelement sich öffnet und dabei durch das Ende v² desselben der Schaltstab d zu dem Bimetallstreifen g hin bis zum Anschlag mit diesem verschoben wird. Alsdann wird durch das Ende t¹ des Bimetallelements der Schaltstab c nach der entgegengesetzten. Seite bewegt, bis er auf das Glied h der Sperrvorrichtung einwirkt und dadurch die Auslösung des Schalters vornimmt. Von der Stellung des Bimetallstreifens g hängt es ab, wie stark die Erwärmung des Bimetallelements t für die Auslösung des Schalters sein muß. Mit Hilfe des Bimetallstreifens g kann also· das Arbeiten des Schalters beispielsweise an die Raumtemperatur angepaßt werden, derart, daß die Auslösung unabhängig von der Raumtemperatur am jeweiligen Aufstellungsort bei einer bestimmten Stromstärke stattfindet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Überstromselbstschalter mit thermischer Auslösung durch zylindrische Bimetallfühler, die je eine von dem zu schaltenden Strom durchflossene Heizspule umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallfühler und Heizspulen, mit senkrechter Achsrichtung in neibeneinanderliegenden geschlossenen Einzelkammern untergebracht sind, die als Ganzes an. drei, Seiten von weiteren, die Auslöse- und Regeleinrichtung enthaltenden geschlossenen Kammern und an der vierten Seite von einem die Anschlußklemmen und Schaltkontakte aufnehmenden Raum umgeben sind.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere der die Einzelkammern umgebenden geschlossenen Kammern eine unter der Einwirkung der Bimetallfühler stehende Stangensteuerung enthält, die einerseits mit der Auslösevorrichtung in der einen Seitenkammer und andererseits mit einer die umgebenden, thermischen Verhältnisse berücksichtigenden regelbaren Kompensationsvorrichtung in der anderen. Seitenkammer im Eingriff steht.

3. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Heizspulen durch den Boden der Kammern in einen darunter befindlichen Hohlraum hindurchgeführt sind,

4. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Kompensationsvorrichtung in einem wippenartig gelagerten Bimetallstreifen besteht, auf dessen eines Ende ein verstellbarer Nocken einwirkt, derart, daß der Abstand des anderen Endes von der Stangensteuerung verändert werden kann.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken an einer am Schaltergehäuse drehbaren Hülse sitzt, die mit Teilstrichen, versehen ist, denen ein Zeiger am Gehäuse gegenübersteht.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse auf einem Zapfen unter Reibung drehbar ist, indem eine in einem Schlitz des Zapfens liegende bogenförmige

Blattfeder gegen die Innenseite der Hülse drückt.

7. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen auf" dem Schaft einer Stellschraube wippenartig gelagert ist, die in einem bogen- bzw. halbkreisförmigen Gewinde durch. Federdruck gehalten ist.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube in einem Loch in dem einen Schenkel einer winklig, gebogenen Feder sitzt, deren anderer Schenkel hinter einen Vorsprung am Schaltergehäuse greift, derart, daß die Feder gespannt gehalten wird.

9. Schalter nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube mit einem verjüngten Ansatz ein Loch im Bimetallstreifen der Kömpens ationsvorrichtung frei durchdringt.

' Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 568 250, 499 445; britische Patentschrift Nr. 44O'4i3;
französische Patentschrift Nr. 788 334.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen