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Schaltmechanismus für thermische Oberstromrelais
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltmechanismus, der beim Betätigen
durch ein Triebsestem, beispielsweise durch Bimetalle, über ein Obertragunyw fstem
in eine Totpuntlage gebracht wird und nach Erreichen eines Sprungpunktes ein Kontaktsystem
betätigt.
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Eine Anwendung ist bei thermischen Oberstromrelais und ähnlichen thermischen
Schaltern möglich.
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Sprungsysteme für thermische Oberstromrelais sind in einer Vielzahl
von Varianten bekannt.
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Bei einem derartigen System nach der DD-PS 93 812 wird zur Erzielung
der erforderlichen Federkraft für das Sprungsystem eine Omega - Feder eingesetzt.
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Bei einer derartigen Feder nimmt die erforderliche Betätigungekraft
bis zum Erreichen des Sprungpunktes zwar ständig ab, d. h. sie geht gegen Null.
Doch ist eine Omega - Feder, technologisch bedingt, wesentlich toleranzanfälliger
hinsichtlich ihrer Kraftkennlinie als beispielsweise eine Zugfeder.
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Aufgrund des konstruktiven Aufbaus einer Omega - Feder ergeben sich
zwei kritische Lagerstellen, -7 denen Reibungskräfte auftreten, die eine hohe Genauigkeit
der Einstellung des Schaltpunktes erschweren. Derartige Streuungen werden noch dadurch
verstärkt, daß bei einer Omega - Feder infolge der spezifischen Anordnung relativ
hohe Kräfte, besonders in den Endlagen der Feder, auftreten, zum anderen aber auch
fertigungsbedingte Toleranzen zu Faftschwankungen führen, so daß die Wiederholbarkeit
des Schaltpunktes nicht befriedigen kan.
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Einen ähnlichen Sprungmechanismus zeigt die DE-OS i9 58 417, bei welchen
gleichfalls eine Omega - Feder eingesetzt ist.
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Im C->crmigen Teil dieser Feder sind zwei Wippen gelagert, deren
eine an ihrem Ende ein Kontaktstück trägt, während die andere zur Einstellung des
Systems, z. B. auf selbsttätige Rückstellung, aber auch der Betätigung dient.
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Auch bei dieser Lösung treten aufgrund der hohen Federkraft erhöhte
Reibungskräfte auf, die in keiner Gleise erwünscht sind, denn die Abschaltung eines
überlasteten Verbrauchers steht damit in unmittelbaren Zusammenhang.
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Von den vorstehend beschriebenen Sprungmechanismen unterscheidet sich
die Lösung gemäß DE-AS 11 29 587, die einen elektrischen Schnappschalter mit zwei
unter Zugfederspannung am Stößel gehalterte Kontaktarme betrifft.
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Die Kontaktarme werden durch die Zugfeder im Lagerteil zusammengehalten.
Bei Betätigung des Stößels bewegen sich die Kontaktarme bis zum Sprungpunkt (Totpunktlage),
wobei auch hier ein fallender Kraftverlauf bis zum Umschnappen des Sprungsystems
entsteht.
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Die Angriffspunkte der Zugfeder an den Kontaktarmen wurden jedoch
so gewählt, daß auch hier eine relativ hohe Zugfederkraft erforderlich ist. Damit
erhöhen sich die Reibungskräfte in den Lagerstellen, so daß eine größere Streuung
des Sprungverhaltens des Befehlsgerätes zu erwerten ist.
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Ziel der Erfindung ist es, durch eine Verbesserung der Stabilität
der Auslöschcharakteristik bei thermischen Überstromrelais die Sicherheit für elektrische
Motoren, die durch thermische Relais gegen oberlastung geschützt werden sollen,
zu erhöhen.
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Aufgabe der Erdindung ist es, einen Sprungmechanismus zu schaffen,
der eine hohe Sprungpunktgenauigkeit besitzt. Dabei ist zu gewährleisten, daß an
der Betäti gungsstelle die Kräfte und Wegstreuungen des Sprungpunktes sehr klein
gehalten werden.
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Das setzt voraus, daß die Betätigungskraft für den Spsuymechanismus
klein gewählt wird, um die Absolutwerte der Kraftstreuungen ebenfalls klein zu halten.
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Weiterhin sollen die Kräfte an den Abstellen auf ein Minimalmaß herabgesetzt
werden, um de; o Einfluß auf den Sprungpunkt sehr klein zu halten.
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Außerdem soll der Einsatz von Plastformstoffen ermöglicht werden,
die kleine Kräfte für die vorgesehenen Schneidenlager verlangen.
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Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß an den Gabelenden eines
zweiarmig ausgebildeten BeLätigungsschie bere zwei Wippen gelagert sind, deren schneidenförmig
ausgebildete innere Stirnseiten unter Spannung einer Zugfeder an einem Betätigungsstößel
anliegen, wobei die Zugfeder zwischen den äußeren Endseiten der Wippen angeordnet
ist.
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Durch eine derart je konstruktive Anordnung ist es möglich, die Kraft
der Zugfeder auf ein Minimalmaß herabzusetzen.
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Vorteilhafterweise sind die Lagerstellen in den Wippen als verschiebbare
Lager ausgebildet.
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Ein Optimum zwischen Hub und Federkraft wird dadurch erreicht, daß
die Lagerstellen der Gabelenden mittig auf den Wippen vorgesehen sind.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Betätigungsstößel,
Betätigungsschieber und dst Wippen aus Plastformstoff bestehen, was gleichfalls
durch die geringen Federkräfte ermöglicht wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Betätigungsschieber
ein T-förmiger Ansatz angeformt, welcher endseitig mit dem Kontal<tsystem in
Eingriff steht.
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Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
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In der dazugehärigen Zeichnung zeigt Fig. 1 die Darstellung des Sprungmechanismus
in einer Vorderansicht mit Kontaktfedern.
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Der in Fg, 1 gezeigte Sprungmechanismus besteht aus dem Betätigungsstößel
1, einem zweiarmig ausgebildeten 6etätigungsschieber 2, den Wippen 3; 4 und einer
Zug feder 5.
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Im Betätigungsstößel 1 der durch die Bimetallstreifen iber ein Übertragungssystem
betätigt wird, befinden sich zwei gegenüberliegende Schneidenlager, in welchen die
Wippen 3; 4 mit ihren schneidenförmig ausgebildeten inneren Stirnseiten 6; 7 unter
Spannung der Zugfeder 5 anliegen.
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Die Wippen 3; 4 sind außerdem auf den Gabelenden unverlierbar gelagert.
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Die Lagerstellen 8; 9 wurden funktionsbedingt als verschiebbare Lager
ausgebildet.
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Die Lagerstellen 8 9 befinden sich in der Wippen 3; 4.
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Eine derartige Anordnung ist deshalb besonders vorteilhaft; da dadurch
ein Optimum zwischen dem notwendigen Hub des Systems und der erforderlichen Kraft
der Zugfeder 5 erreicht wird.
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Die Zugfeder 5 wird zwischen den äußeren Enden 10; 11 der Wippen 3;
4 eingehängt.
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Am Betätigungsschieber 2 befindet sich weiterhin ein T-förmiger Ansatz
12, dessen Nasen 13 zur Betätigung der Schaltglieder 14 dienen.
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Der T förmige Ansatz 12 am Betätigungsschieber 2 kann auch als Traverse
ausgebildet sein, um beispielsweise Kontaktbrücken zum Schalen von Stromkreisen
aufnehmen zu können.
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Der Betätigungsstößel 1 mit seinen beiden gegenüberliegenden Schneidenlagerstellen
ist im Gehäuse verschiebbar angeordnet kann aber auch drehbar gelagert sein, was
in Fig. 1 jedoch nicht dargestellt ist.
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Die Wirkungsweise des Schaltmechanismus ist folyende: Bei Betätigung
des Betätigungsstößels 1 werden die Wippen 3;4 in die Totpunktlage bewegt, wobei
die erforderliche Betätigungskraft ständig geringer wird. Der Betätigungsb schieber
2 ändert zunächst seine Lage nicht.
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Die Wippen drehen sich in den Lagerstellen 8; 9 der Cabelenden bis
zur Erreichung des Sprungpunktes. Nachdem der Sprungpunkt des Systems erreicht ist,
springen die Wippen um und der Betätigungsschieber 2 betätigt dabei die Schaltglieder
14.
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Die günstige Anordnung der Lagerstell@ 8; 9 im Zusamnleno hang mit
der Federeinhängungen an den Enden der Wippen 3; 4 ermöglicht es, eine Zugfeder
mit minimaler Feder kraft einzusetzen. Dadurch treten in den Einhängestellen 10;
11 der Zugfeder 5 sowie in den Schneidenlagern des Betätigungsstößels 1 nur minimale
Reibungskräfte auf.
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Außerdem können durch die geringe Zugfederkraft alle Telle des Sprungmechanismus
aus Plastformstoffen hergestellt werden, da die Abnutzungserscheinungen wegen der
kleinen Reibungskräfte unbedeutend sind.
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Damit wird ein Sprungsystem mit fallendem Kraftverlauf realisiert,
das im Jprungpunict eine geringe Auslösekraft aufweist, dessen Weg und Kraftstreuungen
sehr niedrig sind und mit welchem eine hohe Widerholgenauigkeit des Sprungpunktes
erreicht wird.
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Dadurch wird auch eine hohe Auslösegenauigkeit des thermischen Oberstromrelais
gewährleistet, so daß Motoren bei entzsprechender Oberlastung zuverlässig abgeschaltet
werden, ohne daß Materialschäden eintreten können.