DE573020C - Thermisch wirkende Ausloesevorrichtung fuer elektrische Schaltgeraete - Google Patents

Description

Thermisch wirkende Auslösevorrichtungen für . elektrische Schaltgeräte müssen den Schalter mit einer gewissen Zeitverzögerung zum Ansprechen bringen und infolgedessen eine gewisse Wärmeträgheit besitzen. Die zur Erzielung der erforderlichen Auslöseverzögerung erforderliche Wärmeträgheit des Auslösers bedeutet insofern einen wesentlichen Nachteil, als sie es notwendig macht, eine recht erhebliche Zeitspanne verstreichen zu lassen, bevor der Schalter wieder eingelegt werden kann, da dies nur nach entsprechender Abkühlung des Auslösers möglich ist.

Man hat die langen Wartezeiten, welche durch verschiedene Auslöser bedingt werden, zwar mitunter als wünschenswert erachtet. Diese Ansicht wäre etwa dann gerechtfertigt, wenn es sich darum handelt, einem Motor hinreichend viel Zeit zu geben, um abkühlen zu können.

Allein in sehr vielen Fällen bedeuten lange Ausschaltzeiten einen außerordentlich großen Übelstand. Beispielsweise treten bei Einzelantrieben von Arbeitsmaschinen häufig Überlastungen auf, die den Motorschutzschalter zum Ansprechen bringen, aber es nicht erforderlich machen, eine längere Arbeitspause eintreten zu lassen. In derartigen Fällen, etwa bei Überlastungen eines Einzelantriebes einer Handschleifmaschine, die den Motorschutzschalter zum Ansprechen^ bringen, bedeutet der durch Wärmeträgheit der Auslöser bedingte Zeitverlust eine erhebliche Produktionsminderung, die unbedingt als ungerechtfertigt angesehen werden muß. Längere Wartezeiten sind in der Regel als ungerechtfertigt anzusehen, da die Auslöser von Motor-Schutzschaltern derart eingestellt sind, daß sie den Motor hinreichend frühzeitig vor Erreichung der Gefahrtemperatur vom Netz trennen, so daß es zulässig ist, ihn nach Ablauf einer ganz geringen Pause wieder in Betrieb zu setzen.

Um unerwünscht lange Betriebspausen zu verkürzen, hat man für elektrische Schaltgeräte thermisch wirkende Auslösevorrichtungen vorgeschlagen, bei denen der zur Einleitung des Auslösevorganges beheizte Ausdehnungskörper nach erfolgter Auslösung einem Einfluß ausgesetzt wird, der eine schnellere Abkühlung desselben bedingt als jene Abkühlung, die lediglich durch Unterbrechung des Heizstromes erzielt ist. Diese schnellere Abkühlung sollte durch Herstellung eines Kontaktes zwischen dem Wärmeausdehnungskörper und einem kühl sein sollenden Körper erzielt werden. Dieser Weg ist indessen unzweckmäßig, namentlich weil bei der Herstellung des genannten mechanischen Kontakts zwischen Wärmeausdehnungskörper und Kühlkörper leicht eine Verbiegung des ersteren stattfindet. Schon eine ganz schwache Verbiegung des Wärmeausdehnungskörpers ändert aber die Auslösestromstärke des Schaltgeräts. Erfindüngsgemäß soll die Abkühlung des Ausdehnungskörpers dadurch beschleunigt werden, daß man einen besonderen Heizkörper vorsieht und beide Körper bei der Auslösung

derart gegeneinander verschiebt, daß der Ausdehnungskörper der Nachheizung des Heizkörpers entzogen ist.

Ein anderer bekannter Vorschlag, um einen Schalter mit thermischen Auslösern alsbald nach erfolgter Auslösung wieder einlegen zu können, geht dahin, jedem Schalterpol mehrere thermische Auslöser zuzuordnen. Die Auslöser sollten ortsfest angeordnet und mittels einer ίο sehr komplizierten beweglichen Schaltvorrichtung abwechselnd in den Heizstromkreis gelegt werden. Erfindungsgemäß sollen bei Schaltern, bei denen jedem Schalterpol mehrere thermische Auslöser zugeordnet sind, von denen jeweilig nach erfolgter Auslösung ein anderer auf das Schalterschloß einwirkt, sämtliche Auslöser eines Schalterpols um eine gemeinsame Achse drehbar sein, wodurch offenbar eine wesentliche Vereinfachung erzielt wird.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch einige Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. ι und 2 stellen ein erstes Ausführungsbeispiel in zwei Betriebsstellungen dar.

Fig. 3 zeigt in einem Grundriß die Heizwicklung für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 • und 2.

Fig. 4 gibt ein zweites Ausführungsbeispiel in einem Aufriß wieder.

Fig. 5 stellt einige Teile dieses Ausführungsbeispiels in einem Grundriß dar.

Fig. 6 ist ein Aufriß eines dritten Ausführungsbeispiels. Die

Fig. 7 ist ein der Fig. 6 zugeordneter Seitenriß, der jedoch nur einige Teile des Ausführungsbeispiels enthält.

Fig. 8 veranschaulicht in einem Aufriß ein viertes Ausführungsbeispiel.

Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Geraden A-B der Fig. 8.

In allen Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Auslösevorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 weist einen besonderen Heizkörper und einen besonderen Ausdehnungskörper auf. Der Heizkörper wird durch die stromdurchflossene Wicklung 1 gebildet, die über die beiden Bolzen 2 geschlungen ist, die an den Platten 3 befestigt sind. Der Ausdehnungskörper wird durch den sich um den Heizkörper 1 legenden Bimetallstreifen 4 gebildet. Durch die Umschließung des Heizkörpers durch den Ausdehnungskörper werden bei verhältnismäßig geringer Heizleistung große Formveränderungen erzielt; die Kühlung des Heiz- und Ausdehnungskörpers ist vorerst gering.

Der Ausdehnungskörper 4 kann außer seiner mittelbaren Beheizung durch den Heizkörper 1 noch eine zusätzliche, unmittelbare Strombeheizung erfahren. Der als Ausdehnungskörper dienende Bimetallstreifen 4 ist an dem unter dem Einfluß der Kraft der Feder 5 stehenden, 1 um die Achse 6 drehbaren Hebel 7 befestigt. Eine Sperrung,, die aus dem Bauteil 8 und einer am Bimetallstreifen 4 vorgesehenen Nase 4^a besteht, hält den Bimetallstreifen in Bereitschaftsstellung, d. h. in derjenigen Stellung, in der er normal beheizt wird und beim Auftreten eines Überstromes unzulässiger Stärke durch seine Wärmeausdehnungsbewegung ein Öffnen des Schalterschlosses herbeizuführen vermag. Tritt ein Überstrom unzulässiger Stärke auf, so biegt sich die Bimetallfeder 4 nach oben, so daß sich die Sperrung 4", 8 löst. Infolgedessen kann sich der Hebel 7 unter dem Einfluß der Feder 5, an deren Stelle auch eine andere Kraftquelle treten könnte, im Uhrzeigersinne drehen. Durch die Bewegung des Hebels 7 wird das Schloß des Schalters geöffnet. Die Feder 5 hat eine zweifache Bedeutung. Sie liefert einmal die Kraft, welche ein zuverlässiges Öffnen des Schalter-Schlosses gewährleistet und weitaus größer ist als die Wärmeausdehnungskraft eines Bimetallstreifens. Andererseits dient die Feder 5 dazu, um den Ausdehnungskörper 4 und den Heizkörper ι mit dem Erfolgen der Auslösung derart momentan gegeneinander zu verschieben, daß der Ausdehnungskörper 4 der Nachheizung des Heizkörpers 1 entzogen ist. Diese Lage ist in Fig. 2 dargestellt, wogegen Fig. 1 die Bereitschaftsstellung wiedergibt. Der Fig. 1 zufolge ist die Innenseite des U-förmig gebogenen Bimetallstreifens 4 kühlender Luft ausgesetzt. Auch der Heizkörper 1 kann sich schneller abkühlen, da er nicht mehr vom Bimetallstreifen 4 umschlossen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.i bis 3 wird ein nicht eingezeichneter Bauteil vorgesehen, der den Bimetallstreifen 4 unter Drehung des Hebels 7 und Spannung der Feder 5 bei der Einschaltdrehung der Schalterwelle selbsttätig in die Bereit-Schaftsstellung verschiebt. .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 und 5 sind dem dargestellten Schalterpol vier thermische Auslöser· 4 zugeordnet, die durch die Schaltbewegung des Schalters gegeneinander ausgetauscht werden, so daß nach jeweiliger Wiedereinschaltung ein anderer, unerhitzter Auslöser in die Bereitschaftsstellung übergeführt wird. Die vier Auslöser 4 sind um die gemeinsame Achse 9 drehbar, und für alle vier 110 Auslöser ist nur ein Heizkörper 1 vorgesehen. . Die vier Auslöser werden durch eine vierarmige Bimetallplatte gebildet, auf deren Drehachse 9 ein Sperrad 10 sitzt, das durch die Schaltbewegung des Schalters fortgeschaltet wird, da 115 beim Wiedereinlegen desselben das Sperrad durch die Klinke 11 um 90 ° gedreht wird. Beim Auftreten eines Überstromes unzulässiger Stärke und Dauer biegt sich der jeweils der Heizwicklung ι gegenüberliegende Arm der Bimetallplatte aus und verschiebt hierdurch die Auslösestange 12. Durch die Bewegung der Aus-

lösestange 12 wird das Schalterschloß geöffnet, so daß sich das bewegliche Schaltstück 13 von dem ortsfesten Schaltstück 14 unter dem Einfluß der Federkraft des Bügels 15 abheben S kann. Das Wiedereinschalten kann sogleich dank der revolverartigen Anordnung mehrerer Auslöser erfolgen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 und 7 wird die Heizwicklung 1 von dem Bügel 15 getragen, der zur Bewegung des Schaltstückes 13 dient. Die als Auslöser bzw. Ausdehnungskörper dienende U-förmig gebogene Bimetallfeder 4 ist an der Grundplatte 16 befestigt und umschließt in der Einschaltstellung den Heizkörper 1. Beim Auftreten eines Überstromes unzulässiger Stärke und Dauer biegt sich das freie Ende des Bimetallstreifens 4 aus und verschiebt hierdurch die Auslösestange 12, welche ihrerseits das Schalterschloß öffnet. Durch die Ausschaltdrehung des Bügels 15 wird der Heizkörper 1 aus dem Bimetallstreifen 4 gezogen, so daß dieser der nachheizenden Wirkung des Heizkörpers entzogen ist und sich beide Teile rasch abkühlen können. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 und 7 wird, dem Obigen zufolge, die Sperrung, welche den Heizkörper und den Ausdehnungskörper in 'ihrer Bereitschaftsstellung festhalten, durch das Schalterschloß gebildet, das eine Bewegung des Bügels 15 verhindert.

Bei der Einschaltdrehung der Schalterwelle 17 werden der Heiz- und der Ausdehnungskörper durch den Hebel 18 mit der Rolle 19 selbsttätig gegeneinander in die Bereitschaftsstellung verschoben.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 8 und 9 hat mit demjenigen gemäß den Fig. 6 und 7 das Merkmal gemein, daß der Heiz- und der Ausdehnungskörper durch die Ausschaltbewegung des Schalters gegeneinander in diejenige Lage verschoben werden, in welcher der Ausdehnungskörper der Nachheizung des Heizkörpers entzogen ist. Bei dem zuerst genannten Ausführungsbeispiel ist der aus Isoliermaterial bestehende Schaltersockel 16 mit röhrenförmigen Bauteilen i6^a versehen, die eine Heizwicklung ι aufweisen und in denen eine Bimetallfeder 4 steckt. Durch Ausbiegung einer der Bimetallfedern 4 wird die Auslösestange 12 bewegt und infolgedessen das Schalterschloß geöffnet. Daher drehen sich die Bügel 15 und die Schalterwelle 17 Unter dem Einfluß einer Ausschaltkraft, die nunmehr zur Geltung kommen kann, im Uhrzeigersinne. Die Bimetallsreifen 4, die an den Bügel 15 befestigt sind, werden momentan aus den röhrenförmigen Heizversenkungen i6° gerissen und hierdurch der nachheizenden Wirkung der Wicklungen 1 entzogen und wirksam gekühlt.

Statt mit Bimetallstreifen kann die Erfindung auch mit Auslösern anderer Art ausgeführt werden.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung für elektrische Schaltgeräte, bei welcher der zur Einleitung des Auslösevorganges beheizte Ausdehnungskörper nach erfolgter Auslösung einem Einfluß ausgesetzt wird, der eine schnellere Abkühlung desselben bedingt als jene Abkühlung, die lediglich durch Unterbrechung des Heizstromes erzielbar ist, gekennzeichnet durch einen besonderen Heizkörper (1) und einen besonderen Ausdehnungskörper (4), die bei der Auslösung derart gegeneinander verschoben werden, daß der Ausdehnungskörper (4). der Nachheizung des Heizkörpers (1) entzogen ist. <

2. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Sperrung (4°, 8), die den Heizkörper (1) und den Ausdehnungskörper (4) in ihrer Bereitschaftsstellung festhält, und eine Kraftquelle (5,15), durch welche die beiden Körper (1, 4) bei der Auslösung augenblicklich gegeneinander verschoben werden (Fig. 1, 2, 3, 6, 7, 8 und 9).

3. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftquelle durch eine gespannte Feder (5) gebildet ist, die bei ihrer go Entspannung auf das Schalterschloß einwirkt und es hierdurch öffnet (Fig. 1 und 2).

4. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Bauteil (19), der die beiden Körper (1, 4) bei der Einschaltdrehung der Schalterwelle (17) selbsttätig gegeneinander in die Bereitschaftsstellung verschiebt (Fig. 6, 7, 8 und 9).

5. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper (1, 4) durch die Ausschaltbewegung des Schalters gegeneinander verschoben werden.

6. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung nach Anspruch r, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrung, welche den Heizkörper (1) und den Ausdehnungskörper (4) in ihrer Bereitschaftsstellung festhält, durch das Schalterschloß gebildet wird.

7. Thermisch wirkende Auslösevorrich- - tung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungskörper (4) nicht nur mittelbar durch den Heizkörper (1) beheizt wird, sondern noch eine zusätzliche, unmittelbare Strombeheizung erfährt.

8. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch, gekennzeichnet, daß der Ausdehnungskörper (4) durch einen sich um den Heizkörper (1) legenden Bimetallstreifen (4) gebildet ist (Fig. 1 und 2).

g. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung nach Anspruch ι, gekennzeichnet durch einen röhrenförmigen, eine Heizwicklung (ι) aufweisenden Bauteil (i6^a), in dem ein Auslöser (4) steckt und aus dem dieser Auslöser (4) nach erfolgter Auslösung gezogen wird (Fig. 8 und 9).

10. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung für elektrische Schaltgeräte, bei der einem Schalterpol mehrere thermische Auslöser zugeordnet sind, von denen jeweilig nach erfolgter Auslösung ein anderer auf das Schalterschloß einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Auslöser (4) eines Schalterpols um eine gemeinsame Achse (5) drehbar sind (Fig. 4 und 5).

11. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für sämtliche Auslöser (4) eines Schalterpols ein Heizkörper (1) vorgesehen ist, der sie mittelbar beheizt.

12. Thermisch wirkende Auslösevorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöser (4) durch eine mehrartnige Bimetallplatte gebildet werden, auf deren Drehachse (9) ein Sperrad (10) sitzt, das durch die Schaltbewegung des Schalters fortgeschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen