-
Schutzschalter Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter mit einem
thermisch betätigten Auslöseelement, welches eine einfache Temperaturkorrektur und
eine einfache Einstellung des Zeitverzögerungsauslösestroms erlaubt.
-
Im folgenden sei zunächst ein herkömmlicher Schutzschalter anhand
der Figuren 1 bis 3 erläutert. Die Figuren 1 bis 3 zeigen die Vorderansicht, die
Draufsicht und die Seitenansicht eines herkömmlichen Schutzschalters. Dieser umfaßt
eine Mutter 1, eine Einstellschraube 2, ein bei Überstrom thermisch betätigtes Element
aus einem Bimetall, welches mit der Mutter 1 und der Schraube 2 an einem Ende verschraubt
ist, eine Heizelement 4, welches am anderen Ende des durch Überstrom thermisch betätigten
Elementes 3 befestigt ist. Das bei Überstrom thermisch betätigte Element 3 wird
je nach der Heizwirkung des Laststroms I, welcher durch das Heizelement fließt,
in Richtung der Pfeillinie A gebogen.
-
Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Auslösestange. Diese ist um Wellen
7a, 7b drehbar und trägt einen Anschlag 6, dessen Ende 6a mit einem vorstehenden
Haken 8 zum Einschalten oder Ausschalten eines Mechanismus zum Schalten eines nicht
gezeigten Kontaktelementes zusammenwirkt. Die Bezugszeichen 9a und 9b bezeichnen
Lagerungen für die Wellen 7a, 7b. Diese sind an der Basis eines nicht gezeigten
Auslösegerätes befestigt.
-
Das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine feststehende Stange, welche verhindert,
daß die Auslösestange 5 nach rechts oder
links (in Fig. 1) bewegt
wird. Sie verhindert aber nicht eine Schwenkbewegung der Stange 5 umd die Wellen
7a, 7b. Diese feststehende Stange 10 ist an der Basis des Auslösegerätes befestigt,
an der auch die Lagerungen 9a, 9b befestigt sind.
-
Wenn ein großer Strom, z. B. ein Kurzschlußstrom fließt, so zieht
ein Elektromagnet 11 momentan einen beweglichen Eisenkern 11a an (ohne daß das thermische
Betätigungselement 3 gebogen wird). Hierdurch wird eine Stange 13 in Richtung des
Pfeiles B gegen die Federkraft einer Zugfeder 12 gezogen und die Auslösestange 5
wird durch Anschlag einer Feineinstellmutter 14 verschwenkt, so daß der Strom momentan
ausgeschaltet wird. Auf diese Weise wird der Mechanismus betätigt und der Strom
der Schaltung wird unterbrochen. Das Bezugszeichen 30 bezeichnet ein gegossenes
Gehäuse.
-
Im folgenden soll die Arbeitsweise dieser herkömmlichen Vorrichtung
erläutert werden. Das bei Überstrom thermisch betätigte Element 3 wird in Richtung
der Pfeillinie A gebogen, und zwar abhängig von der Heizwirkung des Heizelementes
4, welches vom Laststrom I durchflossen wird (Laststrom im Überlaststrombereich).
Das Ende 2a der Feineinstellschraube 2 am oberen Ende des thermischen Betätigungselementes
3 drückt gegen den mit X1 bezeichneten Bereich einer schrägen Betätigungsfläche
5a der Auslösestange 5. Wenn nun der Laststrom beständig weiter fließt, so wird
die Auslösestange 5 in Richtung der Pfeillinie C um die Welle 7 vermittels der Biegekraft
des thermischen Betätigungselementes 3 gedreht, so daß das Ende 6a des Anschlags
6 außer Angriff mit dem hakenförmigen Vorsprung 8 gerät. Auf diese Weise wird der
Mechanismus betätigt und der laststrom wird unterbrochen.
-
Wenn gemäß Fig. 7 der Auslöseverzögerungsstrom und die Betätigungszeit
des Schutzschalters geändert werden sollen, so wird der Spalt h zwischen der Einstellschraube
2 und der Betätigungsstange 5 von h1 zu h2 geändert, indem man die Feineinstellschraube
einstellt. Daher war es bei herkömmlichen mehrpoligen Schutzschaltern erforderlich,
die
Spaltweiten h für eine Anzahl von Polen wiederholt einzustellen,
bis die gewünschte Charakteristik erhalten wurde.
-
Eine Falscheinstellung führt dabei zu einer geringen Zuverlässigkeit
des Schutzschalters.
-
Wenn nun ein Verbraucher den Nennstrom zu ändern wünscht, und zwar
wegen einer Erhöhung oder Verminderung der Last oder wegen einer erforderlichen
Temperaturkorrektur zufolge einer Änderung der Umgebungstemperatur (wie dies in
Fig. 8 dargestellt ist), so können die erforderlichen Änderungen und Korrekturen
wegen der Komplexität der erforderlichen Maßnahmen vom Verbraucher nicht vorgenommen
werden. Selbst der Hersteller bedarf verschiedenster Teile und Einrichtungen für
eine möglichst rasche Ausfahrung der Verbraucherwunsche. Auf diese Weise kommt es
zu erheblichen Problemen.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Probleme zu lösen.
Erfindungsgemäß wird ein Schutzschalter geschaffen, bei dem die Betätigungsstellen
der Auslösestange eines mehrpoligen Schutzschalters von außen her eingestellt werden
können und bei dem eine automatische Temperaturkorrektur zur Berücksichtigung von
Änderungen der Umgebungstemperatur möglich ist.
-
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 4 bis 6 näher erläutert.
Diese zeigen eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht von wesentlichen
Bauteilen des erfindungsgemäßen Schutzschalters.
-
In den Figuren 4 bis 6 und in den Figuren 1 bis 3 bezeichnen gleiche
Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Bauteile.
-
Das Bezugszeichen 15 bezeichnet einen Rahmen für die Halterung der
Bauteile eines nachfolgend beschriebenen Einstellmechanismus. Ein Ende dieses Rahmens
ist an einer nicht gezeigten Basis des Auslösegerätes lösbar befestigt. Eine Einstellschraube
16 ist in eine Schrauböffnung in einem Teilbereich des
Rahmens 15
eingeschraubt und die Position der Schraube kann durch Reibungskraft mittels einer
Federplatte 17 gesichert oder gesteuert werden. Die Einstellschraube 16 wird zur
Steuerung des Einschraubgrades in Richtung der Pfeillinie b-b gedreht. Hierdurch
wird das thermisch betätigbare Temperaturkompensationselement 19 verschwenkt. Das
thermisch betätigbare Temperaturkompensationselement 19 besteht aus einem Bimetall
und ist verschwenkbar auf einer Stange 18 gelagert, welche ihrerseits am Rahmen
15 befestigt ist. Das Ende des thermisch betätigbaren Temperaturkompensationselementes
19 ist über eine Einstellstange 20 mit der Auslösestange 5 verbunden.
-
Die Auslösestange 5 wird gemäß der Pfeillinie a-a nach rechts oder
links bewegt, wenn das thermisch betätigbare Temperaturkompensationselement 19 gebogen
wird oderwenn durch Betätigung der Einstellschraube 16 das thermisch betätigbare
Temperaturkompensationselement 19 verschwenkt wird. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet
eine Schraubenfeder, welche um beide Enden der Stange 18 gewunden ist und diese
Federwirkt stets derart, auf das Element 19 ein, daß ein Hakenbereich 21a an einem
Ende des thermisch betätigbaren Temperaturkompensationselements 19 mit dem Ende
16a der Einstellschraube 16 unter Andruck in Berührung gehalten wird.
-
Der Verzögerungsauslösestrom und die Betätigungszeit der Vorrichtung
gemäß den Figuren 4 bis 6 kann wie nachfolgend anhand der Fig. 7 erläutert geändert
werden.
-
Die Betätigungszeiten der Pole werden bei der anfänglichen Einstellung
für alle Pole weich eingestellt, indem man die Spaltweite H zwischen der Auslösestange
5 und dem bei Überstrom ansprechenden thermischen Betätigungselement 3 mittels der
Einstellschraube 2 und der Mutter 1 einstellt, so daß man einen geeigneten Wert
zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert in der charakteristischen Kurve
erhält (Einstellspielraum des Verzögerungsauslösestroms). Die Einstellschraube 16
wird in Richtung der Pfeillinie b-b gedreht,
um das thermisch betätigbare
Temperaturkompensationselement 19 zu bewegen. Dieses kann entlang der Pfeillinie
c-c um die Stange 18 verschwenkt werden. Diese Bewegung des Elements 19 wird über
die Einstellstange 20 und die Ausnehmung 5b der Auslösestange 5 auf die Auslösestange
5 übertragen und diese wird entlang der Pfeillinie a-a nach rechts oder links verschoben.
Auf diese Weise kann die Position an der die einstellbare Schraube 2 an der Andruckfläche
der Auslösestange 5 angreift, beliebig im Bereich von X1 bis X3 variiert werden,
so daß hierdurch die Betätigungszeiten für die Vielzahl der Pole gleichzeitig in
Richtung zum Maximum hin oder in Richtung zum Minimum hin verändert werden.
-
Im folgenden soll die Änderung der Betätigungszeiten bei Änderung
der Umgebungstemperatur erläutert werden. Das thermisch betätigbare Temperaturkompensationselement
19 besteht aus einem Bimetall, welches bei Änderungen der Umgebungstemperatur gebogen
wird, so daßhierdurch eine automatische Korrektur mit Hilfe des thermisch betätigbaren
Temperaturkompensationselementes 19 bewirkt wird. Durch Änderung der Umgebungstemperatur
wird das Ausmaß der Biegung geändert. Dieses entspricht einer Änderung des Betätigungselementes
3. Darüber hinaus führt die erforderliche Kraft für lie Einstellung nicht dazu,
daß die Betätigung der Auslösestange 5 verhindert wird.
-
Wenn bei der erfindungsgemäßen Einrichtung eine gewisse Änderung des
Verzögerungsauslösestroms gewünscht wird oder wenn eine gewisse Änderung der Betätigungszeit
eines mehrpoligen Unterbrechers gewünscht wird, oder wenn eine Korrektur wegen einer
Änderung der Umgebungstemperatur gewünscht wird, so können die hierzu erforderlichen
Einstellvorgänge auf einfachste Weise vom Verbraucher selbst vorgenommen werden,
während bei herkömmlichen Schutzschaltern diese Einstellvorgänge vom Verbraucher
nicht vorgenommen werden können.
-
Demgemäß können auch mehrpolige Schutzschalter auf einfache Weise
eingestellt werden, so daß alle Pole die gleichen charakterlstischen Werte aufweisen.
Dies gelingt mit einer
Gesamteinstellung von der Außenseite des
Schutzschalters her. Diese einfache Einstellung kann vom Verbraucher vorgenommen
werden, während andererseits bei herkömmlichen mehrpoligen Schutzschaltern die Einstellung
vom Hersteller bei jedem der Pole gemäß den Wünschen des Verbrauchers (z, B. hinsichtlich
der Änderung des Nennstroms oder der Änderung der Umgebungstemperatur) vorgenommen
werden muß.
-
Die Einstellung gelingt somit auf äußerst einfache Weise und kann
in kürzester Zeit mit großer Zuverlässigkeit durchgeführt werden. Ferner kann eine
Änderung der Umgebungstemperatur automatisch kompensiert werden, da das thermisch
betätigbare Temperaturkompensationselement verwendet wird und die Kraft, welche
erforderlich ist, um diese Einstellung vorzunehmen, verhindert nicht die Funktionsweise
der verschiedenen Bauteile, so daß die Einstellung im Betätigungszustand der Schaltung
vorgenommen werden kann, so daß die Sicherheit erhöht ist. Darüber hinaus kann die
Anzahl der Bauteile welche gelagert werden müssen und der Lagerbestand herabgesetzt
werden und es können eine Vielzahl verschiedener Vorteile, welche mit herkömmlichen
Schutzschaltern nicht erreicht werden können, erzielt werden, wenn man die herkömmlichen
Schutzschalter durch die erfindungsgemäßen Schutzschalter ersetzt.