SE434320B

SE434320B - Electrical apparatus, for example thermal overload relay

Info

Publication number: SE434320B
Application number: SE8001198A
Authority: SE
Inventors: R Nordgren
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1980-02-15
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1984-07-16
Also published as: SE8001198L

Abstract

Electrical apparatus, for example thermal overload relay, thermostat or the like, consisting of at least one contact 1, 3 which is subject to the effect of a snap spring device 20, 21, 24. A trigger mechanism with at least one thermal activation means 10, for example a bimetal element, brings about automatic activation of the apparatus in the event of, for example, excess current by pressure on an operating point 12 of the snap spring device. This spring device is so arranged that when the operating point is depressed it provides reducing counter force. The trigger mechanism contains at least one sprung means 30 and has lower spring constant at the operating point 12 than the snap spring device. When the apparatus is activated, the operating point lies stable in the initial position until the trigger force is achieved, whereupon it is moved instantaneously the whole activation distance before the contact 1, 3 breaks. By this means, a constant contact force is obtained in spite of a very slow operating movement of the activation means 10. <IMAGE>

Description

15 25 50 35 eooiass-Q låga manövernastiﬁeter (Lanais e Gyr-r-ntteilungen 22 (1975) 2 pp. 2-4). 15 25 50 35 eooiass-Q låga manövernasti ﬁ eter (Lanais e Gyr-r-ntteilungen 22 (1975) 2 pp. 2-4).

Dessa, brytare har dock _inte 'blivit lconlcixrrenskraftiga p g a kostnadsskäl.However, these switches have not become very clean due to cost reasons.

De är dessutom svåra. att anordna. med omkopplizzg för manuell respektive automatisk återgång. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en elektrisk apparat av det inledningsvis angivna laget, vid vilken man med relativt enkla medel uppnår konstant kontsktkreft trots en relativt låugeam manöverrörelse, Detta uppnås genom de i käzmeteclmendo delen av patentmv 1 angivna åtgärderna. i Uppfinningen skall närmare beskrivas i anslutning till bifogezde ritning, varvid fig 1 visar en enkel skies av en mikrobrytare för förklaring av uppfinningen I princip, fig 2 viser ett diagram över de i mikrobrytarens manöverpmkt verkande kraf- tema som funktion ev menöverpwmktens intryckningaväg, Sig 5 visar ett diagram över milzrobryterens koutaktkraft som funktion av tiden vid en omkoppling, rig 4 visa: ett premier: utfärdade av ett asveriasfmm enligt uppfinningen., fig 5 viser i planvy en snäppfjäderanordning (mikrobmare) som ingår i relät enligt fig 41 ' íig 6 viser prineipuppbyggmden för det i Sig 4 visade relät, och fig 7 visar en v? från höger av relät enligt fig 6.They are also difficult. to arrange. with switchgear for manual and automatic return. The object of the present invention is to provide an electrical apparatus of the initially specified layer, in which constant contact force is achieved with relatively simple means despite a relatively low operating motion. This is achieved by the measures specified in the specification of the patent part 1. The invention will be described in more detail in connection with the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a simple skies of a microswitch for explaining the invention. shows a diagram of the coil actuating force of the milzro switch as a function of time during a switching, rig 4 shows: a premium: issued by an asveriasfmm according to the invention., fig. the prineip structure for the relay shown in Fig. 4, and Fig. 7 shows a v? from the right of the relay according to Fig. 6.

Ben i fig 1 ehemetíekt visade milsrobryteren innehåller en mellan två. fasta. kontaktparter 1 och 2 rörlig kontaktpart 5, som är vridbert lagrad i en punkt 4. ka. dragjäder 5 är inepänd mellan den. rörliga kon-taktparten 3 och en om en punkt 6 vridbar em 7, som är rörlig mellan två. anslag 8 och 9. Ett aktiveringsorgan 10 i form av ett bimetallelemeut påverkar 'milccobrytaren via en fjäder 11 .. Den av 'nimetallen via fjädern utvecklande manöverkraften beteck- nas Fb och är epplícerad i en manöver-punkt 12 på. aacmen 7. Milcrobryterens mot- verkande kraft i samma. punkt betecknas med Fm. Vid temperatumökrning hos bi- metallen böjs dexme. åt höger ooh komprimerar fjädern 11, varvid kraften Fb i manöverpmnkten 12 ökar. Manöverplmkten komer dock att ligga stabilt i ut- gångsläget tills Fb-Fm, då. manöverpunkten blir labil. Eftersom fjädern 11 är dimensioner-ed med lägre fjäderkonstant än mikrobryterens fjäder-system, komer mmöverpunkten därvid ett momentant förflyttas hela. utlöeningssträckan s1 mellan läget P1 och läget P2 innan kontakten 1, 5 öppnar. Iﬂh-obryterens kon- takt- och fjëdersystem snäpper därvid över från det i fig 1 med helår-egna. 10 15 25 80011984+ linjer visade läget till det med streokade linjer visade läget, varvid kontak- ten 2, 5 sluter. Milcnobrytaren kommer oberoende :w Fb att lcvarligga i utlöst läge om anslag 9 eller kontaktpart 2 flyttas till om visat läge, så. att dragfjädern 5 passerar punkt 6.The mileage switch shown in Fig. 1 ehemetically contains one between two. fast. contact parts 1 and 2 movable contact part 5, which is rotatably mounted in a point 4. ka. traction spring 5 is sandwiched between it. movable contact part 3 and one about a point 6 rotatable about 7, which is movable between two. stops 8 and 9. An actuating means 10 in the form of a bimetallic element actuates the milco switch via a spring 11. The operating force of the non-metal via the spring is denoted Fb and is applied in an operating point 12 on. aacmen 7. The countercurrent force of the milcro switch in the same. point is denoted by Fm. When the temperature of the bimetal increases, dexme is bent. to the right ooh compresses the spring 11, whereby the force Fb in the operating point 12 increases. However, the control obligation will be stable in the initial position until Fb-Fm, then. the operating point becomes unstable. Since the spring 11 is dimensioned with a lower spring constant than the spring system of the microswitch, the upper point will then be momentarily moved whole. the payoff distance s1 between the position P1 and the position P2 before the contact 1, 5 opens. The contact and spring system of the ob h switch then snaps over from that of Fig. 1 with year-round own. 10 15 25 80011984+ lines showed the position to the position shown in dashed lines, the contact 2, 5 closing. The milk switch will independently: w Fb remain in the triggered position if stop 9 or contact part 2 is moved to if shown position, so. that the tension spring 5 passes point 6.

Fig 2 visar krafterna. i manöver-punkten som funktion av punktons förskjutnings- sträcka mellan lägena. P1 ooh 192. “lg 3 visar míkrobrytarens kontaktkmfter F1, 3 resp Fe' 5 som funktion av tiden t under en omkoppling från det läge då kontakt 1, 5 är sluten (representeras av området ovanför tidsaxeln) till det läge då kontakt 2, 3 är sluten (området under tideaxeln). Som framgår av fig 5 erhålles vid detta utförande konatant kontaktkraft helt fram till ut- lösningstidpunkten trots den mycket långsamma bámotallavböjning som kan före- kome. Tiden. u] for omxopplmgen är mycket kort (mindre än 10 m).Fig. 2 shows the forces. in the operating point as a function of the displacement distance of the point between the positions. P1 and 192. Fig. 3 shows the contact forces F1, 3 and Fe '5 of the microswitch as a function of the time t during a switching from the position when contact 1, 5 is closed (represented by the area above the time axis) to the position when contact 2, 3 is closed (the area below the time axis). As can be seen from Fig. 5, in this embodiment, a constant contact force is obtained right up to the time of tripping, despite the very slow bamotall deflection that can occur. The time. u] for omxopplmgen is very short (less than 10 m).

Det i. fig 4 visade överlastrelät är uppbyggt på en stomme 15 av plastmaterial och har en brytanäe och en slutande kontakt som växlar läge momentant vid ut- löening. Den brytande kontakten, nedan kallad reläkontakten, består av dels en flexibelt upphëngd fast lcontaktpart 1 som via en bladfjäderdd, uppbära av en i stommen 13 fast anordnad anslutningßakena 15, dela en rörlig kontsktpart 5 som via. en bladfjäder 16 uppbära av en anslutningsskens. 17. Den slutande kontakten, nedan kallad sígxalkontakten, 'består av dels en fast kontaktpart 18 som är utförd i ett stycke med en anslutningsskena. 19, dels en rörlig kon- taktpert 20 i. form av en med mittunga 21 försedd bladrjäder, var: ena. ände är lagrad på. (eller fast förenad med) en anslutningeskena 22. Anslutningsskenor- na. 15, 17, 19 och 22 är på relästomens motsatta (ej visade) sida. försedda med klälmskmver för anslutning av yttre ledare, varvid de båda kontakterna kan enlutes till :skilda otrömkretßar.The overload relay shown in Fig. 4 is built on a frame 15 of plastic material and has a breaker and a closing contact which changes position instantaneously on extension. The breaking contact, hereinafter referred to as the relay contact, consists partly of a flexibly suspended fixed contact part 1 which, via a leaf spring, supported by a connecting piece 15 fixedly arranged in the body 13, divides a movable contact part 5 as via. a leaf spring 16 supported by a connecting rail. 17. The closing contact, hereinafter referred to as the siggal contact, consists partly of a fixed contact part 18 which is made in one piece with a connecting rail. 19, partly a movable contact pert 20 in the form of a leaf spring provided with a middle tongue 21, were: one. end is stored on. (or permanently connected to) a connection rail 22. The connection rails. 15, 17, 19 and 22 are on the opposite side (not shown) of the relay body. provided with terminal blocks for connection of external conductors, whereby the two contacts can be connected to: separate non-discharge circuits.

Ik: rörliga. lcontalctpartemß '5 ooh 20 är förbundna med valxandra. vie. en isolerande kopplingeslid 25. Kontaktkrefton i kontakternas båda ärídlägon åstadkommas med hjälp av en till U-fom epänd bladfjäder 24 infäst mellan aaaslutningaskenan 22 och den yttre änden av kontaktpartens 20 mlttunga 21.Ik: moving. lcontalctpartemß '5 ooh 20 are connected with valxandra. vie. an insulating coupling slide 25. Contact forceps in the two outer positions of the contacts are provided by means of a U-shaped leaf spring 24 attached between the connection rail 22 and the outer end of the contact tongue 21 of the contact part 20.

Kraften från bladfjädrarna. 14 och 16 är lägre än kontaktkraften som åstad- kommee med 'bladfjädem 24, varvid kontaktpaæten 5 ligger an mot en i relä- atomezx fast anordnad (justerbar) pinne 38. Läget på. kontaktpart 20 är därmed oberoende av slitage på. kontsktpartem 1 ooh 3 '152 www 10 20 25 55 eov¶vss~v «i Relät innehåller tre parallellt anordnade bimetﬂlelement 10 som via. var sin a-nslutningsskena är fast anordnade i stommen 13 och strömuppvärmes från var sin fas av ett trefassystem, medan deras övre fria. ändpartier står i ingrepp med två. vinkelrätt mot bimetallelementen riktade slider 25, 26 av isolermate- rial, nedan kallade överlastsliâ respektive fasfelslid. Sliderna 25, 26 på» verkar nedre ëmdpertiet hos ett lång-sträckt isolerande kopplingsorgan 27" Detta koppling-sorgen fixeras 111011 förskjutning i längsriktningen av en i relä- stonmenpfalst pinne 28. Kopplingorganets mittparti har en vårtlíkrxsnde för» 'höjning 29 som ligger an mot den nedre fria. änden hos en kompenseringsbimetall 50. Denna kompenserírgsbimetall är upptill fastsvetsad på en metallplatta 51, i vilken en justerslczuv 52 är ingängad. Denna skruv ligger en mot en evolvent- formad del på. en vridbsr ratt 55, medelst vilken reläts utlöaningsströmvärde inetälles. Kompenserixmgetimetallen fixeras i långsriktningen av en i stommen formad styrbalk ooh hålls i läge genom att dess mittparti pressas mot pinnen 28 av enlnrffertfjäder 54. Denna fjäder har till uppgift att begränsa lmraften på bimetallelementen 10 i de fall utböjningen 'blir speciellt stor, exempelvis efter det attde genomflutits av kortslutningsström. ' delat är försett med en kombinerad stopp- ooh återställningsknapp 55 med åter» föringsfjäder 56. Äterställringskzxappen är utförd som en längs-bräckt kropp av _ plastmaterial, vars nedre ände har en sned yta 37, som vid intryckning av knappen går mot pinnen 38, varvid lmappens nedre ände förskjuts mot 'vënstenn p En anslagsyta 39 på. knappen pressar därvid kontaktparten 1 mot vänster och öppnar reläkontakten 1, 5. Vid utlöst relä, då reläkontalsten 1, 5 är öppen. och sigiálkontalcten 128,2 20 sluten, kommer, vid intryclsming av återställninge- knappen 35,, en andra anslagsyta 40 på. mappen att pressa den rörliga kontakt- parten KB mot vänster varvid samtidigt även signslkontalstens rörliga kontakt- part 20 genom koppling-slidan 23 förs mot vänster. Därvid komer det rörliga kontaktsystemet att under påverkan av bladfjädern 24 snäppa över i det vänstra (avs ooh i sig 4 viooao oomolo arifvlägo-b). l-ïed hjälp av en mellan två. fasta. lägen vridbaromkopplingsspak 4,1, kan relät omställas mellan. handåterställzzing och automatisk återgång. I det i fig 4 _ visade läget är spaken inställd förpautomatisk återgång genom att ett anslag 42 på." spæen begränsar tungans 21 rörelse så. att tungan och kontakterna återgår om aoe nomoio ariftifrot när bmov-.ollolomonton svarat. solat ooovällo till nsnoä-zorotälmrg genom vrianiog av oporou 41 till det noe /iifmorromao läget, varvid dess anslag 42 flyttas till läget 42”. Efter en utlösning kvarstår där- vid kontakterna i utlöst läge även efter det att 'bimetallelementen svalnat; f och' återställning utföres genom manuell intryckning av återstälmelmappen 35. 10 15 25 80011984» kn Fig 6 visar schematiskt principuppbyggnaden för den i fig 4 visade reläkènstruk- tionen, varvid samma. Ixänvisningssiffroa: som i fig 4 används. I fig 6 är blad- fjädem 24 illustrerad med symbol för tryckfjäder. Omfrbälílvängen av anslaget 42 mellan automatisk återgång och manuell åter-ställning symboliserar: av en äubbelriktad pil, vara ändar betecknas med .i (æutømatisk) respektive M (g-msnu- el1)Q Fig 7 visar i vy från höger detaljer hos relät erﬂágb Sig 6. För att lättare förstå. utlöardxsgamnktionen vid fasfel är fig 7 ritaä mecí avaev-ärt större skala. i. bimetallernao tﬁirßrík-bning än i längarLdzningan.The power from the leaf springs. 14 and 16 are lower than the contact force provided by the leaf spring 24, the contact pawl 5 abutting against an adjustable (adjustable) pin 38 arranged in the relay atom. contact part 20 is thus independent of wear on. kontsktpartem 1 ooh 3 '152 www 10 20 25 55 eov¶vss ~ v «i Relät contains three bimetal elements 10 arranged in parallel as via. each terminal rail is fixedly arranged in the body 13 and is electrically heated from each phase by a three-phase system, while their upper ones are free. end portions engage two. slides 25, 26 of insulating material directed perpendicularly to the bimetallic elements, hereinafter referred to as overload slides and phase fault slides, respectively. The slides 25, 26 act on the lower circumference of an elongate insulating coupling member 27. This coupling means is fixed longitudinally offset by a pin 28 in the relay manifold. The coupling member has a wart-like spring for raising 29 which abuts the lower free end of a compensating bimetal 50. This compensating bimetal is welded at the top to a metal plate 51, into which an adjusting screw 52 is inserted. The compensating metal is fixed in the longitudinal direction by a guide beam formed in the body and is held in position by its central portion being pressed against the pin 28 by a spring spring 54. This spring has the task of limiting the force on the bimetallic elements 10 in cases where the deflection becomes particularly large, for example after The section is equipped with a combined stop and reset circuit. app 55 with return spring 56. The reset receptacle is designed as a longitudinally broken body of plastic material, the lower end of which has an oblique surface 37, which when the button is pressed goes towards the pin 38, the lower end of the folder being displaced towards the winch p. stop surface 39 on. the button then presses the contact part 1 to the left and opens the relay contact 1, 5. When the relay is tripped, when the relay contact stone 1, 5 is open. and the signal contact 128.2 is closed, upon pressing the reset button 35 ,, a second stop surface 40 comes on. the folder to press the movable contact part KB to the left, at the same time also the movable contact part 20 of the sign / contact stone is moved through the coupling sheath 23 to the left. Thereby, the movable contact system will, under the influence of the leaf spring 24, snap over to the left (avs ooh in itself 4 viooao oomolo arifvlägo-b). l-ïed using one between two. fast. rotary switch lever positions 4.1, the relay can be switched between. hand reset and automatic return. In the position shown in Fig. 4, the lever is set for pre-automatic return by a stop 42 on the pin. by turning the oporou 41 to the somewhat / iifmorromao position, moving its abutment 42 to the position 42 ". After a release, the contacts remain in the released position even after the bimetallic elements have cooled; f and 'reset are performed by manually pressing Fig. 6 schematically shows the principle structure of the relay construction shown in Fig. 4, in which case the same. of the stop 42 between automatic return and manual reset symbolizes: by an upward-pointing arrow, its ends are denoted by .i (automatic) and M (g-msnuel1) respectively Q Fig 7 vis ar in view from the right details of the relay er ﬂ ágb Sig 6. For easier understanding. The payoff function in case of phase error is Fig. 7 ritaä mecí avaev-ärt larger scale. i. bimetalsnao t ﬁ irßrík-bning than in lengarLdzningan.

När bimetallelementen 10 uppvärms vid strömbelaﬂtning böjer sig dessa och förskjuts: slidema 25, 26 i deras längdriktnizxg så. att manöverorganets 27 nedre ände förs åt högar (i pilens C rilfrbning). Kompenseringabimetallen '50 kommer âërvid att böjas så att manöverorganets 27 vridningupunkt vid förhöj- ningen 29 förskjuts åt höger wmﬂer det att anäppfjäderanordningene 20, 2%, 24 mmzöverpunk-b 12 ligga: kvar i utgåxzgaläget. Gm strömma ä. an eller flera faser är otillåtligt stor komme: den kraft med vilken manüverorganeíss 27 övre ände påverkar enäppfjääeranoräníngsn 20, 21, 24 att överstiga fjäder- mrﬂmmgenß mfmverxmae man. :naafjäaem 24 (ng 4) och konfaktrgsaem 20, 21 lcamme: ﬂämiä att snaibbt snäppa över i. motsatta ändlägut, varvid maläkcnízalatan 1, 5 öppnas och signalkontakten 18, 20 sluts.When the bimetallic elements 10 are heated by current loading, they bend and displace the slides 25, 26 in their longitudinal direction. that the lower end of the operating member 27 is moved towards piles (in the direction of the arrow C). The compensating bimetal '50 will then be bent so that the point of rotation of the actuator 27 at the elevation 29 is shifted to the right when the contact spring devices 20, 2%, 24 mm and over point b 12 remain in the starting position. The current of one or more phases is impermissibly large: the force with which the upper end of the actuating member 27 affects one of the springs 20, 21, 24 to exceed the spring mr gen mmgenß mfmverxmae man. : naafjäaem 24 (ng 4) and konfaktrgsaem 20, 21 lcamme: ﬂ amiä to snaibbt snap over i. opposite end position, whereby maläkcnízalatan 1, 5 is opened and the signal contact 18, 20 closes.

Utlömimgamekanismens fuzzktian vid fasfel framgår av tig 7. Vid strömavbrott i en fas: kammar fasfølsliüen 26 att kvaæhålla. manöverorganata 27 nedre änñf- parti 272. i utgångsläget, medan de övriga fasen-nas bímetaller vie. överlas-t- slidan 25 försïsåuter mßnöverorwzwets 27 mitâdel åt häger (fig 6). Msnüvel» org-annat 27 Immer därvid. att vridas om sin läzxgsaxel, varigenom utlösning nxar via et: ﬁägw strama-Law »wa som :avfallet via aymen-ißk belastning.The fuzzktian of the discharge mechanism in the event of a phase failure is shown in Fig. 7. In the event of a power failure in a phase: the phase sensor 26 is required to maintain. actuators 27 lower endnf- portion 272. in the initial position, while the bi-metals of the other phases vie. the overload-t-sheath 25 extends beyond the middle part of the upper part 27 to the right (Fig. 6). Msnüvel »org-other 27 Always there. to rotate about its load axis, whereby ejaculation nxar via a: ﬁ eigw strama-Law »wa as: the waste via aymen-ißk load.

Väßenﬂigß att utlösningamekanismena fjäderkonatant vid manöverpunklzen 12 lägre än snäppfjääeranom-áningens fjäderkonstant. Vid det visade överlast- relëﬁ: ligger mekaaiamens fjädring huvudsakligen i kompenseringsbinatallen 50. mn kan døck även lägga. en väsentlig del av fjädringen 1 bmqtßllelqmgntgn 10 elleæ i koppilingaørganais 27 (om materialet så medger).It is important that the release mechanisms of the spring component at the operating point 12 are lower than the spring constant of the snap spring adjustment. In the case of the overload relay visade shown: the suspension of the mecaam is mainly in the compensation bin number 50. mn can also lay tires. a substantial portion of the suspension 1 bmqtßllelqmgntgn 10 elleæ in the coupling organism 27 (if the material so permits).

Claims

öüü ﬂﬁ ß-is PATENTKRAV

An electrical appliance, for example a thematic overload relay, containing at least one contact (1, 5) consisting of two. cooperating contact persons, possibly one of whom (3) is under the influence of a snap-spring spring gear (20, 21, 24) and partly * a mechanism with at least one technical activation member (10) azmrdnad. att vió. for example, the automatic tripping of the apparatus by overpressure in an operating circuit (12) of one of the spring axles is overcurrent, whereby. the spring paverïzeñe contact text (3) mumentant switches position, k n n e 1; e g g _. n a. d thereof, that the snap spring device (20, 21, 24) has a decreasing counterforce (Fm) when the actuating force (12) is pressed, that the mechanism contains one or more spring members (30) and that the spring constant measure at the actuating pump (12) is lower than the spring constant of the snap-spring suspension measured at the same. point. '

Apparatus according to claim 1, characterized in that the thermal activation gene (10) is constituted by a bimetallic element.

3. 5. Apparatus according to petentluev 1 elle: 2, k ä n n. E t e c k n a ö; hence, a resilient member of the mechanism consists essentially of a compensating element (ao). e

4. An appam according to patent 1, 2 or 3, characterized in that the single-spring spring assembly comprises a first tensioned to U-shape. blaäfjääer (24), whose free end constitutes mzsvemmm (12), 1 verse nærhet aan foreta bleafjenem (24) ene skänka m leabm stam mot een fria, änaen maa en 1 en hooduêskaligen rectangular enäre bledfjääer (20) uretaneaà tunga (21).

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a means (41, 42) for switching between manual recovery and automatic return.

Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the spring-actuated contact part (5) in the normal operating position is one mm; a stick (see), www m aeramväm experienced for ejaculation maa faxenam via farelming of kenzmpmem (1, 3). aw. 80011984:

Apparatus according to any one of the preceding claims containing two. sex strokes (1, 5 and 1e, 20, respectively), it is known that the movable contact parts (3, 20) of the edge strokes are connected by an insulating slide (23).

Apparatus according to claim 4, characterized in that said second leaf blades (20) constitute the movable one. the contact part in one of the devices. contact (18, 20).

Apparatus according to any one of claims 5-8, characterized in that the mechanism comprises a xangsträezt, electrically isleæanae operating device (27) which between its ba: widbaxt shocks. against the combustion bimetallic (SG), one of the actuators tearing under the influence of the thematic. the actuating means (10) while the other end of the aisle is meringue: influencing the unobstructed action (20, 21, 24) at said operating point (12).

Apparatus according to any one of the preceding claims, comprising three in each phase of a two-phase system reconnected metal elements (10), which. via. a displaceable slide (25) affects one end of said. rotatable actuators (27), characterized in that the bimetallic elements (10) and the actuator (27) are connected by a further slide. (26) in such a way that in the case of asymmetric loading in the three-phase system a rotation of the control element (27) about the axis of the bearing shaft is effected, whereby tripping occurs at a lower current value than in the case of symmetrical loading.