Auslöseeinrichtung für elektrische Schaltgeräte. Eine der schwierigsten Aufgaben des Schaltgerätebaues, etwa des Baues von Mo torschutzschaltern, ist die Gestaltung der thermischen Auslöseeinrichtung. In der Re gel bildet jeder thermische Auslöser eine ge sonderte bauliche Einheit, die für sich ge trennt in den Schalter eingesetzt ist. Das erfordert besondere Sachkunde, die häufig die Person, welche das Auswechseln von Auslösern vornimmt, nicht besitzt.
Wesent lich einfacher gestaltet sich das Einsetzen bezw. Auswechseln von Auslösern, wenn man sämtliche Auslöser eines Schalters zu einer mit dem Schalter leicht lösbar verbun denen baulichen Einheit vereinigt, etwa auf einer gemeinsamen Platte montiert.
Man hat bereits vorgeschlagen, sämtliche thermische Auslöser in einem gemeinsamen Gehäuse von den übrigen Schalterteilen getrennt zu kap seln, um sie unter Erzielung leichter Mon tage möglichst dem Zugriff sachunkundiger Personen zu entziehen, etwa durch Plombie- rung des Auslösergehäuses. Indessen nehmen alle Aus.löseeinrichtungen, bei denen die Aus löser sämtlicher Phaen getrennt von den übri gen Schaltgeräteteilen zu einer baulichen Einheit vereinigt sind, sehr viel Raum in Anspruch.
Bei der Auslöseeinrichtung gemäss der Erfindung sind die thermischen Auslöser in einem Gehäuse gekapselt. Dieses kann leicht lösbar ausgebildet sein, so dass es mit ver schiedenen Schaltgeräten verbunden werden kann. Ferner kann die Einrichtung einen verhältnismässig grossen Verstellbereich auf weisen, so dass man nur wenige Typen der Auslöseeinrichtung anfertigen muss, um einen geforderten Auslösestromstärkenga- samtbereich zu decken.
Gemäss der Erfindung ist das aus Isolier stoff bestehende Auslösergehäuse in mehrere Kammern unterteilt, deren Zahl um eins grösser ist als die Zahl der Auslöser, von denen jeder in einer Kammer untergebracht ist, während sich in der nicht durch einen Auslöser besetzten Kammer eine Einrichtung zur Kompensation des Einflusses der Raum temperatur auf die Auslöser und zur Ein stellung des Auslöseweges befindet, auf die eine Auslösetraverse einwirkt, welche durch Öffnungen in den Zwischenwänden hindurch geht, die die Auslöser gegenseitig und gegen über der Kompensations- und Einstellein richtung thermisch und elektrisch isolieren.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung wiedergegeben. Fig. 1 ist ein Längsschnitt; Fig. 2 gibt die Bauteile, die im rechten Teil der Fig. 1 dargestellt sind, in grösserem Massstab wieder; Fig. 8 ist ein der Fig. 2 zugeordneter Seitenriss, in dem einige Bauteile geschnit ten dargestellt sind;
Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 1-I der Fig. 1, und Fig. 5 gibt eine Einzelheit in etwas ge änderter Ausführung geschnitten, wieder. Das Auslösergehäuse A ist durch Zwi schenwände B in die drei Kammern C und die vierte Kammer D unterteilt.
Die Kam- mern. C dienen zur Unterbringung von drei thermischen Auslösern, von denen jeder zur Überwachung einer Phase eines Drehstrom netzes bestimmt ist. Die Kammer D enthält eine Kompensations- und Einstelleinrich- tung.
Der Auslösehub eines Bimetallauslösers ist desto grösser je länger er ist. Um mög lichst lange Bimetallstreifen in. den Kam mern C unterbringen zu können, sind die Bi metallstreifen kreisförmig gebogen. Bei Bi metallstreifen ist sowohl eine unmittelbare Strombeheizung durch einen elektrischen Strom bekannt, .der die .Streifen durchfliesst, als auch eine mittelbare durch Heizwick- lungen, die um :den Bimetallstreif en ge schlungen sind.
An sich ist die mittelbare Beheizung vorteilhafter, weil man durch entsprechende Bemessung der Heizwicklung jene Beheizung erzielen kann, die gerade er wünscht ist, ohne dabei vom Widerstand des Bimetallmaterials abhängig zu sein. Indessen behindern um den Bimetallstreifen geschlun gene Heizwicklungen dessen Ausbiegung, worin ein wesentlicher Nachteil der mittel baren Heizung :durch solche Wicklungen liegt.
Dieser Nachteil ist beim Beispiel da durch vermieden, dass in der Mitte der Bi metallstreifen E eine zu ihnen konzentrische, beispielsweise schraubenförmige Heizwick lung F vorgesehen ist. Durch Einsetzen ver- sthiedener Heizwicklungen, nämlich solche verschiedener Windungszahl und aus ver schiedenem Material, kann man :die Bimetall- streifen E auf die mannigfachste Art behei zen. Eine weitere Möglichkeit besteht :darin, dass man die Wicklungen F und die Bimetall streifen E in Reihe schaltet.
An sich wäre dies bedenklich, weil man befürchten müsste, :dass die Verbindung zwischen :den Bimetall streifen und den Heizwicklungendie freie Be weglichkeit der ersteren beeinträchtigt. Die Heizwicklungen F sind aber an einem ihrer Enden vom Auslösergehäuse A getragen und ihre freies; Enden sind mit den Bimetallstreifen E, welche sie umgeben, stromleitend verbun den.
Durch dieseAnordnung, wird erreicht, dass die freien Enden der Heizwicklungen und so mit ihre Verbindung mit dem Bimetallstrei- fen leicht beweglich ist. Die Endender Heiz- wicklungen F sind an :den Stromanschluss- schienen G angebracht, die ihrerseits am Ge häuse A befestigt sind.
Der Stromkreis :der Auslöser verläuft von den Schienen A über ,die Heizwicklungen F und die Bimetallstrei- fen E zu den Stromanschlussschienen H, wel che die Bimetallstreifen tragen. Sämtliche Bimetallstreifen E wirken auf :die gemein same Auslösetraverse 8 ein und verschieben sie mit zunehmender Erwärmung nach rechts.
Die Traverse 8 geht durch :die Öffnungen P in. den Zwischenwänden B hindurch, welche die einzelnen Kammern <I>C, D'</I> voneinander trennen.
Der Bimetallstreifen 1 der in der Kam mer D befindlichen Kompensationseinrich- tung ist kreisförmig gebogen und um :die konzentrische Achse 2 :drehbar gelagert. Durch die kreisförmige Krümmung erhält man grosse Ausschläge bei sehr kleiner Rauminanspruchnahme durch den Streifen.
Da sieh alle andern Teile der Einrichtung um den kreisförmig bezw. U-förmig gestalteten Bimetallstreifen gruppieren, ist die Raum- inanspru:chnahme der gesamten Einrichtung sehr klein. Der Bimetallstreifen 1 ist durch ein Tragglied 3 in Gestalt eines Winkel hebels auf der Achse 2 gelagert. An dem Tragglied greift die Schraubenfeder 4 an. Die Feder 4 drückt eines der beiden Enden des Bimetallstreifens an einen Anschlag 5.
An dem durch Temperaturkrümmung frei beweglichen Gegenende des Bimetallstreifens ist ein Auslöseglied 6 um die Achse 7 dreh bar gelagert. Auf das Auslöseglied wirken ein oder mehrere Auslöser ein, deren Raumtem- peraturabhängigkeit kompensiert werden soll. Wenn die Leiste 8 auf das Auslöseglied 6 auf trifft, dreht sie das Glied mitsamt der Bi metallfeder 1 und dem Tragglied 3 unter Er höhung der Spannung der Feder 4 im Gegen sinn des Uhrzeigers um die Achse 2.
Der Ab stand zwischen der Spitze der Leiste 8 und dem Auslöseglied 6, das heisst der Auslöse weg darf sich bei schwankender Raumtempe ratur nicht oder in nur sehr geringem Mass, verändern. Unter sonst gleichbleibenden Ver hältnissen drücken :die Auslöser die Leiste 8 bei zunehmender Raumtemperatur nach rechts, während sie sich bei abnehmender Raumtemperatur nach links verschiebt. Der dem Einfluss der Raumtemperatur gleichfalls. unterworfene Bimetallstreifen 1 verschiebt das Auslöseglied bei wachsender Temperatur nach rechts und bei abnehmender Temperatur nach links.
Somit findet die zur Kompensation. des Raumtemperatureinflusses. erforderliche Gleichsinnigkeit der Bewegung der Auslöser und der Bewegung des Kompensationsstrei fend 1 statt. Die Bewegung muss jedoch nicht nur gleichsinnig, sondern auch massgleich sein. Diese Forderung lässt sich bequem durch Wahl entsprechender Abmessungen erfüllen. Ihre Erfüllung ist aber am bequemsten, wenn man dem Kompensationsbimetallstreifen 1 die gleiche Form verleiht wie dem Auslöser- bi.metallstreifen E.
Zwecks willkürlicher Einstellung des Aus- löseweges. entsprechend der jeweilig ge wünschten Auslösestromstärke ist das Ein stellglied 9: vorgesehen, durch welches das Auslöseglied 6 unabhängig von der Bewe gung des B.imetallstreifens 1, von dem es. ge tragen wird, um seine Anlenkungsstelle 7 an dem B'imetallstreifen 1 drehbar ist.
Beidem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbei spiel ist das Auslös.eglied 6 durch einen zwei seitigen Hebel gebildet, auf dessen eine Seite ,der bezw. die Auslöser, deren Raumtempera- turabhängigkeit kompensiert werden soll, vermittelst der Leiste 8 einwirken. Das Ein stellglied 9 ist um die Drehachse 2: des Bi- metalls,treifens 1 .drehbar gelagert. Sein oberes Ende geht durch einen .Schlitz, :der im Gehäuse 10 der Einrichtung vorgesehen ist, hindurch. Die Oberseite des Gehäuses 10 ist mit einer Skala. versehen.
Um mit ihrer Hilfe .die Lage des Einstellgliedes 9 festlegen zu können, ist letzteres mit einem Schlitz 9a ver sehen, .der die Funktion eines Zeigers erfüllt. Die :dem Einstellglied 9 zugekehrte Seite des Auslösegliedes 6 steht mit dem Einstellglied in einer gelenkigen Verbindung, welche die ge meinsame Drehung des. Auslösegliedes und des Einstellgliedes um ihre Drehachsen 7 bezw. 2: .ermöglicht. Eine solche gelenkige Verbindung ist beispielsweise eine Schlitz führung mit einem indem Schlitz angeordne ten Zapfen.
Gemäss Fig. 1 und 2 weist das Auslöseglied 6 einen Schlitz 6a auf, indem ein an dem Einstellglied 9 befestigter Zapfen 9b geführt ist. Indessen könnte das Einstell glied mit einem Schlitz und das Auslöseglied mit einem in ihm geführten Zäpfen versehen sein.
Beider Lage, welche die Glieder 6 und 9 der Fig. 1 und 2 einnehmen, hat der Aus- löseweg,der Auslöser bezw. der Leiste 8 den grösstmöglichen Wert. Wenn das Einstell glied 9 im Uhrzeigersinn um die Achse 2 ge- .dreht wird, wird der Awslöseweg verkleinert, weil sich hierbei das Auslöseglied 6 um die Achse 7 im Uhrzeigersinn dreht.
Wenn die Leiste 8 auf das Auslöseglied 6 auftrifft, muss. dieses eine zur Einleitung des, Auslöse vorganges geeignete Bewegung ausführen, Hoch darf sich die Lage des, Einstellgliedes 9 hierbei nicht ändern. Um dies zu verhüten, müssen derartige Reibungsverhältnisse be stehen, dass :das Glied 6. nur durch das.
Glied 9 angetrieben werden kann, nicht aber um gekehrt das Glied 9 durch das Glied 6, wenn auf dieses die Leiste 8 auftrifft. Diese Be- dingung lässt sich ohne weiteres erfüllen, wenn man das Glied 9 derart lagert, dass es infolge des Vorhandenseins grosser Reibungs kräfte nur schwer um die Achse 2 dreh bar ist, und wenn man den Bimetallstreifen 1 leicht ,drehbar auf der Achse 2 anordnet.
Unter dieser Voraussetzung wird beim Auf treffen der Leiste 8 auf das Glied 6 der Bi- metallstreifen 1 im Gegensinn des Uhrzeigers unter Spannung der Feder 4 um die Achse 2 gedreht, das Glied 9 bleibt jedoch in Ruhe.
Um die erforderlichen Reibungsverhält- nisse zu schaffen, ist das Tragglied 3 auf der Achse 2: lose gelagert, :so dass es mitsamt dem Bimetallstreifen 1 und dem Auslöseglied 6 leicht um die Achse gedreht werden kann. Hierbei ist nur die Kraft der schwachen Schraubenfeder 4 zu überwinden.
Das Glied 9 ist derart mit der Achse 2 verbunden, dass sich bei Drehung ,des Gliedes 9 die Achse 2 mitdreht. Die Achse 2 ist einseitig in der Stromanschlusssehiene 11 gelagert. Quer durch die Achse 2 .geht der Zapfen 2a hin- durch. Zwischen dem Zapfen 2a und der Schiene 11 ist. eine Blattfeder 12 angeordnet.
Dadurch,,dass die Blattfeder 12 auf den Zap fen 2a drückt, wird die Drehung,der Achse 2 und somit die Drehung des Gliedes, 9 einem gewissen Widerstand unterworfen, der eine Verstellung des Gliedes 9 beim Auftreffen der Leiste 8 auf das Glied 6 verhindert. Die Achse 2 stützt sich mit einem Bund 26 an der Schiene 11 ab.
Wenn der Bimeta-llstreifen 1 an dem An schlag 5 anliegt, dann berührt ein mit dem Bimetallstreifen 1 bewegliches Kontaktstück 13, ein mit ihm zusammenwirkendes orts festes: Kontaktstück 14.
Wenn die Leiste 8 auf .das Glied 6 auftrifft, wird dieses mit samt dem Bimetallstreif en 1 und dem Kon taktstück 13 im Gegensinn des Uhrzeigers gedreht, wobei sich das Kontaktstück 13 von dem Kontaktstück 14 abhebt und hierdurch den Stromkreis., der zuvor durch die Kontakt stücke 13 und 14 geschlossen war, unter bricht. Die Kontaktstücke 13 und 14 sind zur Steuerung eines Stromkreises geeignet, bei dem Momentunterbrechung erfolgen soll.
Wenn sich die Leiste 8 nach erfolgter Unter brechung wieder nach links verschiebt (Fix. 1 und 2), so .drehen sich die Bauteile 1, 3, 6 und 13 unter dem Einfluss der Feder 4 um die Achse 2 im Uhrzeigersinn, so dass sich die Kontaktstücke 13 und 14 wieder be rühren können.
Mitunter ist bei einer Auslösung nicht nur momentane bezw. zeitweilige, sondern dauernde Unterbrechung eines Stromkreises erforderlich. Diesem Zweck dienen die zu sammenwirkenden Kontaktstücke 15 und 16'. Das Kontaktstück 15 ist .ortsfest und das Kontaktstück 16 beweglich, und zwar ge meinsam mit einem Sperrglied 17, das mit dem Tragglied 3 des Bimetallstreifens 1 ver- klinkt ist. Das SpeiTglied 17 ist um die Achse 18drehbax, die an der Rückseite des Gehäuses 10 aus diesem austritt.
An dem Sperrglied 17 greift exzentrisch zu seiner Drehachse 18 die Kraft der Feder 4 an, wel# ehe den Bimetallstreifen 1 gegen seinen An schlag 5, drückt.
In der Stellung der Teile gemäss Fig. 1 und 2 berühren die Kontaktstücke 15 und 16 einander. Wenn die Leiste 8 auf das Glied 6 auftrifft, wird der Bimetallstreifen 1 mit samt dem Tragglied '3 um die Achse 2 im Gegensinn des Uhrzeigers ,gedreht. Bei hin reichendem Hub der Leiste 8 wird die Ver- klinkung zwischen .den Teilen 3 und 17 ge löst. Nach Lösung der Verklinkung dreht sich,das Sperrglied 17 um die Achse 18 un ter dem Einfluss der Kraft ,der Feder 4 im Gegensinn des Uhrzeigers.
Dabei wird das Kontaktstück 16 vom Kontaktstück 15 ab gehoben. Die Kontaktstücke 15 und 16 blei ben andauernd voneinander getrennt, auch wenn sich die Leiste 8 infolge des Erkaltens ,der Auslöser, durch die .sie bewegt wurde, in ihre Ursprungslage zurückversehiebt. Die Kontaktstücke 15 und 16 werden erst dann wieder miteinander in Berührung gebracht, wenn die Verklinkung zwischen den Bau teilen 3 und 1.7 durch Drehung :der Achse 18 im Uhrzeigersinn wieder hergestellt wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass man ein besonderes, mit der Achse 18 verbundenes Betätigungsorgan vorsieht.
Anderseits kann die Verklinkung der Bauteile 3 und 17 un ter Wiederspannung :der Feder 4 selbsttätig durch die Bewegung eines Schaltorganes vorgenommen werden.
- Die Kontaktstücke 13 und 16 werden mittelst der Scbiene 17. an einen Pol des zu steuernden Stromkreises gelegt. Im Oberteil des Gehäuses 10 sind zwei Anschlussklemmen 19 und 20 vorgesehen. Die erstere ist mit dem Kontaktstück 14 und die letztere mit dem Kontaktstück 15 stromleitend verbunden. Der zweite Pol des zu steuernden Stromkreises wird wahlweise an die Klemme 19 oder an die Klemme 20 angeschlossen, je nachdem ob Momentunterbrechung oder Dauerunter brechung des zusteuernden Stromkreises vor geschrieben ist.
Ein :dritter Auslösefall, :der praktisch in Betracht kommt, ist die rein mechanische Aus lösung, beispielsweise die mechanische Öff nung des Schlosses eines Selbstschalters. Zu :diesem Zwecke lässt man durch die Achse 18 des Sperrgliedes 17 die Kraft der sieh bei Entklinkung des. Traggliedes 3 und des Sperrgliedes entspannenden Feder 4 auf das Schloss .des zu steuernden Schalters übertra gen. In diesem Fall bildet die Feder 4 einen für alle Auslöser, welche auf die Leiste 8 einwirken, gemeinsamen Kraftspeicher.
Der. mehr schematischen Fig. 5 zufolge bildet :die Heizwicklung F :des Bimetallstrei- fens E gleichzeitig,die Erregerwicklung :des Magnetsystems K, :das zur :elektromagneti schen Auslösung dient. Der um die Achse <I>L</I> normal zur Papierebene drehbare Anker 1V1 wirkt ebenso wie der Bimetallstreifen E auf die Auslöseleiste 8 ein. Bei thermischer und elektromagnetischer Auslösung werden in alle Phasen Auslöser der in Fig. 5 :dargestell ten Art gelegt.
Dadurch, :dass beim Beispiel :die einzelnen thermischen Auslöser untereinander, sowie von der Kompensations- und Einstelleinrich tung durch isolierende Zwischenwände ge trennt sind, werden trotz engen Aneinander- rückens :der Auslöser und der genannten Ein richtung grosse Kriechwege und grosse Über schlagsweiten zwischen .den, an verschiedenen Spannungen liegenden Teilen erzielt.
Da, ,durch, :dass die Zwischenwände :die Auslöser gegenseitig thermisch isolieren, wird erreicht, :dass ein bestimmter Auslöser durch den Nach barauslöser nicht beeinflusst wird. Der Um stand, dass sämtliche thermische Auslöser von ,der Kompensations, und Einstelleinrichtung thermisch isoliert sind, hat zur Folge, :dass letztere sich annähernd auf Raumtemperatur befindet, :das heisst keine zusätzliche Hei zung erfährt, wodurch ihre richtige Funktion unmöglich gemacht wäre.
Die Kompensa- tions- und Einstelleinrichtung ermöglicht es, die Auslöseeinrichtung trotz ihrer Kleinheit für einen .grossen Auslösebereich bezw. Ver- stellbereich auszuführen. Einem grossen Aus lösebereich der thermischen Auslöser ent spricht ein grosser Temperaturbereich. Wählt man :den obersten Wert des Temperatur bereiches und :damit den ganzen Bereich hoch, so ist :dies, gleichbedeutend einer sehr kleinen Bemessung :der Auslöser.
Verwendet man etwa Bimetallstreifen also Auslöser, so muss diesem ein sehr kleiner Querschnitt ge geben werden. Dies hat zunächst den Nach teil, dass: die Gefahr :des: Verbrennens der Auslöser entsteht, :denn :diese müssen vo:rüber- gehen:d einen sehr hohen Überstrom aushalten können. Handelt es sich beispielsweise um :den Schutz eines Motors. mit Kurzschlussläu- fer, dann müssen :die Auslöser beim Motor anlauf den 10- bis: 15fachen Motornennstrom vertragen.
Anderseits haben thermische Aus löser, :die infolge :der Kleinheit ihrer Masse bezw. ihres Querschnittes: in einem sehr hohen Temperaturbereich arbeiten den Nach teil, sehr kleine Auslösekräfte zu liefern. Aus diesen Gründen werden zweckmässig Auslöser verhältnismässig grosser Masse vor gesehen, die in einem verhältnismässig tiefen Temperaturbereich arbeiten. Dadurch, dass ,die Auslöser in einem tiefen Temperatur bereich arbeiten, ist ihre Raumtemperatur abhängigkeit sehr gross, was das Vorsehen einer Kompensationseinrichtung notwendig macht.
Während man in der Regel die Aus lösetemperaturen sehr hoch wählt, um keine Kompensationseinrichtung zu benötigen, wer den durch das Arbeiten bei niedrigen Aus- lö-setemperaturen nur Vorteile erzielt.
Die Notwendigkeit, eine Kompensationseinrich tung vorsehen zu müssen, bedeutet keine nennenswerte Komplikation, einerseits weil eine einzige Kompensationseinrichtung für die Auslöser sämtlicher Phasen benutzt wird, anderseits weil die Kammer des Auslöser gehäuses, welche die Kompensationseinrich tung enthält, zur Unterbringung anderer Teile benutzt werden kann, die vorteilhaft in unmittelbarer Nähe der Auslöser angeordnet und gleich ihnen unbefugtem Zugriff ent zogen werden sollen: Endlich fällt der durch das Vorsehen der Kompensationseinrichtung bedingte Mehraufwand gegenüber dem gro ssen Einstellbereich, .den er ermöglicht, nicht ins Gewicht.