WO2013014133A1 - Übertemperaturschutzeinrichtung für ein elektrisches schutzschaltgerät - Google Patents

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WO2013014133A1
WO2013014133A1 PCT/EP2012/064441 EP2012064441W WO2013014133A1 WO 2013014133 A1 WO2013014133 A1 WO 2013014133A1 EP 2012064441 W EP2012064441 W EP 2012064441W WO 2013014133 A1 WO2013014133 A1 WO 2013014133A1
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WO
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temperature
protection device
switching
sensitive element
overtemperature protection
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Klaus Dauer
Guenter Baujan
Lothar Winzen
Anke Juelich
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Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
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Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a current-independent overtemperature protection device for an electrical protection switching device, in particular for a multi-pole, electronically ausgestaltetes low-voltage switching device.
  • thermosensitive elements in particular bimetal strips are used, which are heated by the operating current directly or indirectly via transducers or similar elements. These overload releases release the circuit breaker via the temperature-sensitive element when a set current value is exceeded. These devices are used to protect an electrical consumer.
  • a protective switching device comprises a bimetallic element which is wrapped with magnetically permeable material.
  • the bimetallic element is heated by inductive coupling.
  • the magnetic induction which causes the heating is proportional to the current monitored by the circuit breaker; thus current-dependent.
  • Today's low voltage switchgear includes expensive electronic components that are temperature sensitive. If device defects occur in such low-voltage switchgear, not inconsiderable damage or costs can be incurred by destruction of the protective device or indirectly by damage to a consumer due to failure of the protective device.
  • the object of the invention is to provide an electronically configured protective switching device such that the protective switching device is protected against overheating in the event of an internal switching device defect.
  • the solution of the problem is formulated in a main claim. Further advantageous embodiments can be found in the associated subclaims.
  • the essence of the invention lies in the fact that a protective switching device is equipped with overheating protection. A lying outside the current paths of the protective device
  • thermosensitive element causes when a predefinable
  • Shutdown action of the temperature-sensitive element is adjustable, wherein the temperature causing the shutdown as 'switching temperature' by shape and storage of the
  • temperature-sensitive element is definable.
  • the temperature-sensitive element is neither flowed through by the operating current nor heated by a component in its vicinity (indirectly).
  • the invention serves the thermal protection of the protective device itself; and not primarily the protection of a consumer.
  • temperature-sensitive is meant that a temperature-related change of length and / or shape of the element takes place.
  • a bimetallic element is used for this purpose, which engages by changing the shape in the switching mechanism of the switching device.
  • the protective switching device comprises at least one triggering and actuating apparatus and a contact apparatus.
  • the protective switching device is further constructed so that there is a separate space for receiving the triggering and actuating apparatus and for receiving the contact apparatus.
  • Ratchet whose application of the triggering and / or actuating apparatus a
  • a temperature-sensitive element is preferably a bimetallic element as
  • the bimetallic element is fixedly mounted at the end,
  • the bimetal flat strip is installed in such a way that it can swing out at permissible operating temperatures (- 40 ° C to 120 ° C or higher) without physical interference and without touching components of the circuit breaker,
  • the contact device of the switching device is opened at an adjustable switching temperature (unlatching process)
  • the pawl is actuated in the release direction; open the contacts,
  • the bimetallic strip is arranged in a construction space below the lock base,
  • the pawl has its pivot bearing also in the space below the
  • the bimetallic strip is structurally designed so that by thermal deflection at a temperature ("switching temperature") above a normal operation Device temperature (for example, 150 ° C) the swing end of the bimetallic strip actuated the pawl.
  • switching temperature a temperature above a normal operation Device temperature (for example, 150 ° C) the swing end of the bimetallic strip actuated the pawl.
  • the temperature-sensitive element is a kind of internal thermometer, which is used as overheating protection.
  • the intervention of the temperature-sensitive element takes place on the pawl of the circuit breaker when a maximum permissible for continuous operation temperature of the circuit breaker is exceeded. The deflection of the
  • Pivoting the bimetallic strip is below the maximum allowable temperature, ie within normal operating temperatures without contact with components of the S chutzschalters.
  • an actuating lug is arranged, which is acted upon by the temperature-sensitive element when the switching temperature is exceeded, wherein the Schlossentklinkung the circuit breaker is triggered.
  • the arrangement of the temperature-sensitive element in the protective switching device is made such that the change in shape of the temperature-sensitive element in a
  • Temperature range can take place below the switching temperature without spatial disability.
  • the bimetallic strip is preferably formed as a flat strip. He is stationarily mounted with a fixed end in the circuit breaker and facing with a swivel end of the pawl of the circuit breaker, where it is mounted engaging in the switching mechanism (stop on the pawl).
  • the pawl is mounted in an axis parallel to the lock base.
  • Fig. 1 Details of a circuit breaker with an enlarged view of the pawl and
  • Fig. 2 Details of the installation position of the bimetallic strip.
  • Fig. 1 shows details as an exploded view of a multi-pole circuit breaker, wherein a housing made of molding material is omitted.
  • the details of Fig. 1 relate to the actuating and triggering apparatus of the switching device, the details and the figure being taken substantially from DE 102005037437 AI. In this
  • the lock base 110 separates a first, upper installation space Bl from a second, lower installation space B2. Actuator and trip device of the protection device are in the first space.
  • the second construction space B2 essentially comprises the
  • connection and expansion contacts and, for example, locking elements for mounting on DIN rails.
  • the actuating apparatus essentially comprises an actuating shaft 40, 45, which is activated manually via a rotary knob 42.
  • the actuating shaft is a multipart
  • trip unit 10 with housing 11; Magnetic coil 12 with magnet armature 14 and a (located inside the trip unit) permanent magnet.
  • the essential function of the trip device consists in the mechanical power storage for the movement of the double-armed lever 30 during the off.
  • the tripping unit 10 is fixed by at least one fastening means (screw, plug or clamping means) (here a plug-in pin 19) with fastening counter-means (here hole 119 on the lock base 110).
  • the spatial assignment of the Aufsteckzapfens 19 with the hole 119 is represented by the line AA.
  • Magnetic armature 14 and double arm 30 are in positive operative connection via the groove 15 on the trigger plunger and the fork 35 on the double arm 30, so that the movement of the magnet armature is transmitted respectively to the Doppelarmhebel 30.
  • the rotational movement (Hl, H2) of the magnet armature connected to the linear movement (LI, L2) of the
  • Doppelarmhebels 30 has approximately an angular range of 25 ° to 30 °.
  • the double arm 30 is axially parallel to the actuating shaft 44 and the armature 14 perpendicular to
  • Double arm 30 stored. At the double arm 30, a driver 36 is arranged. The driver 36 passes through the window 111 in the lock base 110.
  • the circuit breaker is operated on the rotary knob 42, with which an OFF and an ON position with a rotation of 90 ° is switchable.
  • the shaft 40 In the function "manually switch on” the shaft 40 is moved with 90 ° clockwise rotation from the position OFF in the direction D2, wherein the double-arm lever performs the movement H2.
  • the armature 14 In this case, the armature 14 is moved linearly with LI.
  • the shaft 40 is moved from the ON position in the direction DI with 90 ° counterclockwise rotation, with the double-arm lever performing the movement H1.
  • the armature 14 is moved linearly with L2.
  • the actuating shaft releases the lock in the switch drive mechanism and opens the switch contacts. For manual switch-off, a short turn in the opposite direction is sufficient to operate the lock.
  • the pawl 80 is designed as a two-armed lever (80 ', 80 ") and is rotatably mounted, and the axis of rotation KA lies parallel to the lock base 110.
  • Ratchet loaded in the direction of a support lever in the contact apparatus When tightening the circuit breaker occurs between the support lever of the contact apparatus and the latch hook 84 of the pawl 80 to a lock.
  • a contact dome 82 On the pawl 80, a contact dome 82 is present on the upper lever arm 80 ', which can be acted upon by the driver 36.
  • Entklinkungsvorgang by attack on the contact dome 82 loses the support lever, the detent on the latching hook and the contactor opens.
  • a temperature of about 150 ° C may be set as the switching temperature, which represents the permissible maximum temperature for continuous operation of the circuit breaker.
  • the switching temperature can be fixed once for a protective switching device, or it can be adjusted adjustably. This is done by the special training and storage of the bimetallic strip.
  • the maximum permissible temperature depends essentially on the thermal endurance of the plastics used in the circuit breaker and on the thermal conductivity of the electronic components.
  • a double web 113 is formed in the circuit breaker, which releases a slot to the inside.
  • the bimetallic strip 200 is fixed at its fixed end 202 in the slot.
  • the bimetallic strip may be designed over its entire length as a flat strip or it may be formed thickened at the bottom end, wherein the thickening is inserted in the slot.
  • the thickened end 202 is seated in the slot of the double bridge 113.
  • Other mounting options are to fasten the flat strip at the fixed end with screws or pins. The mentioned types of attachment are to be understood as exemplary only, with other suitable mounting options can be easily set by the skilled person.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine stromunabhängige Übertemperaturschutzeinrichtung für ein elektrisches Schutzschaltgerät, insbesondere für ein mehrpoliges, elektronisch ausgestaltetes Niederspannungsschaltgerät. Zum Übertemperaturschutz wird ein außerhalb der Strombahnen des Schutzschaltgeräts liegendes temperatursensitives Element, vorzugsweise ein Bimetallelement 200 eingesetzt. Bei Überschreiten einer vorgebbaren Gerätetemperatur greift durch temperaturbedingte Formänderung das temperatursensitive Element in die Schaltmechanik des Schutzschaltgeräts, insbesondere über eine Schaltklinke ein. Es wird ohne in Aktionstreten des stromabhängigen Auslöseapparats eine Schlossentklinkung ausgelöst und der Kontaktapparat des Schutzschalters geöffnet.

Description

UEBERTEMPERATURSCHUTZEINRICHTUNG FUER EIN ELEKTRISCHES
SCHUTZSCHALTGERAET
Die Erfindung betrifft eine stromunabhängige Übertemperaturschutzeinrichtung für ein elektrisches Schutzschaltgerät, insbesondere für ein mehrpoliges, elektronisch ausgestaltetes Niederspannungsschaltgerät.
Bekannt sind stromabhängige thermische Überlastauslöser bei elektrischen
Schutzschaltgeräten (zum Beispiel EP 1225612 AI, oder DE 3840063 AI). Hierbei werden thermosensitive Elemente, insbesondere Bimetallstreifen eingesetzt, die vom Betriebsstrom unmittelbar oder mittelbar über Wandler oder vergleichbare Elemente beheizt werden. Diese Überlastauslöser lösen über das temperatursensitive Element bei Überschreiten eines eingestellten Stromwerts verzögert den Schutzschalter über Schlossentklinkung aus. Diese Geräte dienen dem Schutz eines elektrischen Verbrauchers.
Ein weiterer thermischer Überlastauslöser ist in der DE 10 2009 017100 AI dargestellt. Hier ist ein Bimetallstreifen von einem stromdurchflossenen Heizband umwickelt, welches den Bimetallstreifen indirekt beheizt. Bei Überschreiten eines bestimmten Stroms biegt der Bimetallstreifen so aus, dass dabei die Verklinkungsstelle entklinkt.
Gemäß US 5 608 367 A umfasst ein Schutzschaltgerät ein Bimetallelement, das mit magnetisch permeablem Material umwickelt ist. Das Bimetallelement wird über induktive Einkopplung erwärmt. Die magnetische Induktion, welche die Erwärmung bewirkt, ist proportional dem vom Schutzschalter überwachten Strom; also stromabhängig.
Heutige Niederspannungsschaltgeräte umfassen teure elektronische Komponenten, die temperaturempfindlich sind. Falls in solchen Niederspannungsschaltgeräten Gerätedefekte auftreten, können nicht unerhebliche Schäden, bzw. Kosten entstehen, durch Zerstörung des Schutzgeräts oder indirekt durch Schäden an einem Verbraucher durch Versagen des Schutzgeräts. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektronisch ausgestaltetes Schutzschaltgerät derart auszustatten, dass das Schutzschaltgerät bei einem internen Schaltgerätedefekt gegen Überhitzung, geschützt ist. Die Lösung der Aufgabe wird in einem Hauptanspruch formuliert. Weitergehende vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in zugehörigen Unteransprüchen.
Der Kern der Erfindung liegt darin, dass ein Schutzschaltgerät mit einem Uberhitzungsschutz ausgestattet ist. Ein außerhalb der Strombahnen des Schutzschaltgeräts liegendes
temperatursensitives Element veranlasst bei Überschreiten einer vorgebbaren
Gerätetemperatur die Öffnung der Schaltkontakte durch Schlossentklinkung. Die
Abschaltaktion des temperatursensitiven Elements ist einstellbar, wobei die das Abschalten verursachende Temperatur als , Schalttemperatur' durch Form und Lagerung des
temperatursensitiven Elements definierbar ist.
Das temperatursensitive Element wird weder vom Betriebsstrom durchflössen, noch von einem in seiner Nähe befindlichen Bauelement (indirekt) erwärmt. Die vom
temperatursensitiven Element bewirkte Öffnung der Schaltkontakte erfolgt ohne in
Aktiontreten des stromabhängigen Auslöseapparats. Die Erfindung dient dem thermischen Schutz des Schutzschaltgeräts selbst; und nicht primär dem Schutz eines Verbrauchers.
Mit temperatursensitiv ist gemeint, dass eine temperaturbedingte Änderung von Länge und/oder Gestalt des Elements stattfindet. Vorzugsweise wird hierzu ein Bimetallelement eingesetzt, welches durch Formänderung in die Schaltmechanik des Schaltgeräts eingreift.
Mögliche Schäden an einem Schutzschaltgerät können durch Defekte der Elektronik
(beispielsweise Fehlfunktion vom watchdog der Elektronik oder Defekte des Auslöseblocks verursacht sein. Beispielsweise haben korrodierte Löt- oder Schweißstellen einen erhöhten Widerstand. Durch die Verminderung des Leitwerts an solchen Kontaktstellen erfolgt eine allmähliche Erwärmung, ohne wesentliche Änderung des Betriebsstroms. Bei einer solchen Erwärmung wird mit dem Gegenstand der Anmeldung der Betriebsstrom abgeschaltet und das Gerät vor einer Zerstörung bewahrt. Das Schutzschaltgerät umfasst mindestens einen Auslöse- und Betätigungsapparat und einen Kontaktapparat. Das Schutzschaltgerät ist weiters so aufgebaut, dass zur Aufnahme des Auslöse- und Betätigungsapparats und zur Aufnahme des Kontaktapparats je ein separater Bauraum vorhanden ist.
Zwischen Auslöse- und Betätigungsapparat und Kontaktapparat liegt eingebaut eine
Schaltklinke, deren Beaufschlagung vom Auslöse- und/oder Betätigungsapparat eine
Schlossentklinkung auslöst.
Die in Unteransprüchen formulierten Merkmale können gemeinsam oder getrennt als bevorzugte Ausführungsformen realisiert sein. Einzelne Details werden im Folgenden aufgezählt.
Als besondere Merkmale der Erfindung sollen angeführt werden:
• als temperatursensitives Element ist vorzugsweise ein Bimetallelement als
Flachstreifen eingesetzt,
• das Bimetallelement ist endseitig ortsfest gelagert,
• der Bimetallflachstreifen ist so eingebaut, dass er bei zulässigen Betriebstemperaturen (- 40 °C bis 120 °C oder höher) ohne räumliche Behinderung und ohne Berührung von Komponenten des Schutzschaltgeräts ausschwenken kann,
• bei thermischer Auslenkung des temperatursensitiven Elements (des Bimetallstreifens) wird bei einer einstellbaren Schalttemperatur der Kontaktapparat des Schaltgeräts geöffnet (Entklinkungsvorgang),
• erfindungsgemäß wird die Schaltklinke in Auslöserichtung betätigt; die Kontakte öffnen,
• an der Schaltklinke ist eine Betätigungsnase für das Schwenk-Ende des
Bimetallstreifens angeordnet,
• die Achse der Schaltklinke liegt parallel zu einer als Fläche ausgebildeten
Schlossbasis,
• der Bimetallstreifen ist in einem Bauraum unterhalb der Schlossbasis angeordnet,
• die Schaltklinke hat ihre Drehlagerstelle ebenfalls im Bauraum unterhalb der
Schlossbasis,
• der Bimetallstreifen ist konstruktiv so gestaltet, dass durch thermische Auslenkung bei einer Temperatur („Schalttemperatur") oberhalb einer normalbetriebsbedingten Gerätetemperatur (zum Beispiel 150 °C) das Schwenk-Ende des Bimetallstreifens die Schaltklinke betätigt.
Das temperatursensitive Element stellt eine Art internes Thermometer dar, welches als Überhitzungsschutz eingesetzt wird. Der Eingriff des temperatursensitiven Elements erfolgt auf die Schaltklinke des Schutzschaltgeräts, wenn eine maximal für den Dauerbetrieb zulässige Temperatur des Schutzschalters überschritten wird. Die Auslenkung des
Schwenkendes des Bimetallsstreifens erfolgt unterhalb der maximal zulässigen Temperatur, also innerhalb normaler Betriebstemperaturen ohne Berührung mit Komponenten des S chutzschalters .
An der Schaltklinke des Schutzschaltgeräts ist eine Betätigungsnase angeordnet, die bei Überschreiten der Schalttemperatur vom temperatursensitiven Element beaufschlagt wird, wobei die Schlossentklinkung des Schutzschalters ausgelöst wird.
Die Anordnung des temperatursensitiven Elements im Schutzschaltgerät ist derart vorgenommen, dass die Formänderung des temperatursensitiven Elements in einem
Temperaturbereich unterhalb der Schalttemperatur ohne räumliche Behinderung stattfinden kann.
Der Bimetallstreifen ist vorzugsweise als Flachstreifen ausgebildet. Er ist mit einem Festende im Schutzschaltgerät ortsfest gelagert und mit einem Schwenkende der Schaltklinke des Schutzschalters zugewandt, wo er in die Schaltmechanik (Anschlag auf die Schaltklinke) eingreifend gelagert ist.
Zwischen erstem und zweitem Bauraum ist eine als Fläche ausgebildete Schlossbasis vorhanden. Ein von Auslöse- und Betätigungsapparat betätigter Mitnehmer durchragt die Schlossbasis und gelangt in mögliche Anlage zur Schaltklinke. Die Schaltklinke ist in einer Achse parallel zur Schlossbasis gelagert.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wobei in den Figuren dargestellt ist. Fig. 1 : Einzelheiten eines Schutzschaltgeräts mit vergrößerter Darstellung der Schaltklinke und
Fig. 2: Details der Einbaulage des Bimetallstreifens.
Fig. 1 zeigt Einzelheiten als Explosionszeichnung eines mehrpoligen Schutzschaltgeräts, wobei ein Gehäuse aus Formstoff weggelassen ist. Die Einzelheiten der Fig. 1 betreffen den Betätigungs- und Auslöseapparat des Schaltgeräts, wobei die Einzelheiten und die Abbildung im wesentlichen aus der DE 102005037437 AI entnommen sind. In dieser
Figurenbeschreibung wird nur soweit auf Einzelheiten, Bauelemente und deren Funktionen Bezug genommen, wie dies zum Verständnis der erfindungsgemäßen Anordnung notwendig ist.
Die dargestellten Einzelheiten und Bauelemente liegen oberhalb und unterhalb einer mit 110 bezeichneten Schlossbasis. Die Schlossbasis 110 trennt einen ersten, oberen Bauraum Bl von einem zweiten, unteren Bauraum B2. Betätigungs- und Auslöseapparat des Schutzschaltgeräts liegen im ersten Bauraum. Der zweite Bauraum B2 umfasst im wesentlichen den
Kontaktapparat des Schutzschalters, Anschluss- und Erweiterungskontakte und beispielsweise Rastelemente zum Aufsetzen auf Hutschienen.
Der Betätigungsapparat umfasst im wesentlichen eine Betätigungswelle 40, 45, die über einen Drehknopf 42 manuell aktiviert wird. Die Betätigungswelle ist ein mehrteiliger
Zusammenbau aus Welle 44 und Aufsteckwelle 60, welche auf der Antriebsachse 45 aufgesteckt sind.
Wichtige Teile des Auslöseapparats sind: Auslöseeinheit 10 mit Gehäuse 11; Magnetspule 12 mit Magnetanker 14 und ein (im Innern der Auslöseeinheit befindlicher) Permanentmagnet. Wesentliche Funktion des Auslöseapparats besteht in der mechanischen Kraftspeicherung für die Bewegung des Doppelarmhebels 30 während des Ausschaltens.
Die Auslöseeinheit 10 ist über mindestens ein Befestigungsmittel (Schraub-, Steck- oder Klemmmittel) (hier ein Aufsteckzapfen 19) mit Befestigungsgegenmitteln (hier Loch 119 auf der Schlossbasis 110) fixiert. Die räumliche Zuordnung des Aufsteckzapfens 19 mit dem Loch 119 ist durch die Linie AA wiedergegeben. Magnetanker 14 und Doppelarmhebel 30 stehen in formschlüssiger Wirkverbindung über die Nut 15 am Auslösestößel und der Gabel 35 am Doppelarmhebel 30, so dass die Bewegung des Magnetankers jeweils auf den Doppelarmhebel 30 übertragen wird. Die mit der linearen Bewegung (LI, L2) des Magnetankers verbundene Drehbewegung (Hl, H2) des
Doppelarmhebels 30 hat etwa einen Winkelbereich von 25° bis 30°. Der Doppelarmhebel 30 ist achsparallel zur Betätigungswelle 44 und der Magnetanker 14 senkrecht zum
Doppelarmhebel 30 gelagert. Am Doppelarmhebel 30 ist ein Mitnehmer 36 angeordnet. Der Mitnehmer 36 durchgreift das Fenster 111 in der Schlossbasis 110.
Der Schutzschalter wird am Drehknopf 42 betätigt, mit dem eine AUS- und eine EIN-Stellung mit einer Drehung von 90° schaltbar ist. In der Funktion "manuell Einschalten" wird die Welle 40 mit 90° Rechtsdrehung aus der Stellung AUS in Richtung D2 bewegt, wobei der Doppelarmhebel die Bewegung H2 vollführt. Hierbei wird der Anker 14 linear mit LI bewegt. In der Funktion "manuell Ausschalten" wird die Welle 40 mit 90° Linksdrehung aus der Stellung EIN in Richtung Dl bewegt, wobei der Doppelarmhebel die Bewegung Hl vollführt. Hierbei wird der Anker 14 linear mit L2 bewegt. Die Betätigungswelle löst im Schalterantriebsmechanismus das Schloss und öffnet die Schaltkontakte. Zur manuellen Ausschaltung reicht eine kurze Drehung in Gegenrichtung, um das Schloss zu betätigen.
Im ausgeschalteten Zustand des Schutzschalters, dort sind Schaltschloss und Schaltkontakte offen, ist es nicht möglich, unmittelbar den Schutzschalter in den eingeschalteten Zustand zu versetzen. Der mechanische Kraftspeicher der Auslöseeinheit 10 muss vorerst gespannt werden.
In der Funktion "Auslöseeinheit spannen" wird mit einer Linksdrehung Dl des Drehknopfs 42 (und der Betätigungswelle 40, 45) um Achse HA aus der AUS-Position um etwa 20° bis 30° (also in Gegenrichtung zur EIN-Schaltbewegung) der Auslöseapparat aktiviert. Über diese manuelle Betätigung wird der mechanische Kraftspeicher (Auslösereinheit 10) in die
Einschalt- Stellung überführt. Der Magnetanker 14 wird an einen Permanentmagneten (in der Auslöseeinheit 10) herangeführt und dort magnetisch gehalten. Nach dem Spannen des Auslöseapparats steht der Doppelarmhebel 30 gemeinsam mit dem Mitnehmer 36 in fester Position. Nach dem Vorgang , Spannen' kuppelt der Rasthaken 84 der Schaltklinke 80 an einen nicht dargestellten Stützhebel des Kontaktapparats. Eine vergrößerte Darstellung der Schaltklinke 80 findet sich zusätzlich in Fig. 1. Die
Schaltklinke 80 ist als zweiarmiger Hebel (80', 80") ausgebildet und drehbar gelagert. Die Drehachse KA liegt parallel zur Schlossbasis 110.
Am unteren Ende des zweiten Hebelarms 80" greift die Rückstellfeder 85 an, die die
Schaltklinke in Richtung auf einen Stützhebel im Kontaktapparat belastet. Beim Spannen des Schutzschalters kommt es zwischen dem Stützhebel des Kontaktapparats und dem Rasthaken 84 der Schaltklinke 80 zu einer Verrastung. An der Schaltklinke 80 ist am oberen Hebelarm 80' eine Kontaktkalotte 82 vorhanden, die vom Mitnehmer 36 beaufschlagt werden kann.
Bei Betätigung des Mitnehmers 36 vom Auslöseapparat (über Kontaktkalotte 82) oder durch thermische Auslenkung des Bimetallstreifens (über Anschlagnase 81) und Mitnahme der Schaltklinke gegen die Kraft der Rückstellfeder 85 kommt es zum Entklinkungs Vorgang. Die Bewegung der Schaltklinke löst die Verrastung zwischen Stützhebel und Rasthaken und der Kontaktapparat öffnet.
Die Auslösung (Fehleröffnung) durch ein elektromagnetisches, oder elektronisches
Steuermodul geschieht bei ausreichend hoher Bestromung der Wicklung der Auslösespule 12. Die magnetische Anziehung des Permanentmagneten wird geschwächt und der Magnetanker 14 löst sich unterstützt durch die Kraft der Speicherdruckfeder (in Fig. 1 nicht erkennbar) ab (mit Bewegung L2). Beim automatischen Ausschalten im Fehlerfall und Öffnen der
Schaltkontakte wird zwangsweise die Betätigungswelle 40, 45 mitbewegt. Bei der Betätigung des Mitnehmers 36 gegen die Kraft der Rückstellfeder 85 beim
Entklinkungsvorgang durch Anschlag auf die Kontaktkalotte 82 verliert der Stützhebel die Rastung am Rasthaken und der Kontaktapparat öffnet.
In gleicher Weise arbeitet die Überhitzungssicherung durch den Bimetallsstreifen.
Bei Überschreiten einer voreinstellbaren Schalttemperatur, die oberhalb einer im
Normalbetrieb und zulässigen Temperatur des Schutzschalters liegt, gelangt das freie
Schwenkende des Bimetallstreifens an die Anschlagnase 81 der Schaltklinke 80.
Beispielsweise kann eine Temperatur von etwa 150 °C als Schalttemperatur eingestellt sein, welche die zulässige maximale Temperatur für den Dauerbetrieb des Schutzschalters darstellt. Die Schalttemperatur lässt sich bei einem Schutzschaltgerät einmalig fest einrichten, oder sie lässt sich verstellbar einstellen. Dies geschieht durch die besondere Ausbildung und Lagerung des Bimetallsstreifens. Die maximal zulässige Temperatur ist im wesentlichen von der thermischen Dauerbelastbarkeit der im Schutzschaltgerät eingesetzten Kunststoffe und von der dauerthermischen Belastbarkeit der elektronischen Komponenten abhängig.
Durch Berührung der Anschlagnase 81 bewegt sich die Schaltklinke gegen die Kraft der Rückstellfeder 85 aus der Verrastung des Rasthakens mit dem Stützhebel. Es kommt zwangsweise zur Entklinkung und zur Abschaltung des Schutzschalters, ohne dass der übliche stromabhängige Auslösemechanismus in Aktion tritt.
In der Fig. 2 sind Details der Einbaulage des Bimetallstreifens 200 sichtbar. In der gezeigten Ausführungsform ist im Schutzschalter ein Doppelsteg 113 ausgebildet, der nach Innen einen Schlitz freigibt. Der Bimetallstreifen 200 ist an seinem Festende 202 in dem Schlitz festgelegt. Der Bimetallstreifen kann auf seiner gesamten Länge als Flachstreifen ausgelegt sein oder er kann am Festende verdickt ausgebildet sein, wobei die Verdickung im Schlitz eingeschoben ist. Das verdickte Ende 202 sitzt in dem Schlitz des Doppelstegs 113. Andere Befestigungsmöglichkeiten liegen darin, den Flachstreifen am Festende mit Schrauben oder Stifte zu befestigen. Die angesprochenen Befestigungsarten sind nur beispielhaft zu verstehen, wobei andere geeignete Befestigungsmöglichkeiten vom Fachmann leicht eingerichtet werden können.
Bezugszeichen
Bl erster Einbauraum für Auslöse- und Betätigungseinheit oberes Gehäuseteil B2 zweiter Einbauraum für Kontaktapparat unteres Gehäuseteil
AA Befestigungsachse
HA Achse der Betätigungswelle
MA Magnetankerachse
KA Achse für Klinke
SS Achse des Doppelarmhebels
LI L2 Linearbewegung des Magnetankers
Dl D2 Drehbewegung der Antriebswelle (EIN, AUS)
Hl H2 Drehrichtung des Doppelarmhebels
10 Auslöseeinheit (mechan. Kraftspeicher)
11 Kunststoffgehäuse und Halter für Auslöseeinheit
12 Auslösespule (Tauchankerspule)
14 Magnetanker
15 Betätigungsachse für Schalterantrieb
18 Lager
19 Aufsetzzapfen
30 Doppelarmhebel (Auslösehebel)
32 erster Arm des Doppelarmhebels
33 Ende des ersten Arms (Antriebsseite)
34 zweiter Arm des Doppelarmhebels (Auslöserseite)
35 Mitnehmergabel
36 Mitnehmer
40 Antriebswelle
42 Drehknopf
44 Betätigungswelle
45 Antriebsachse
46 Anschlag/Mitnehmer
60 Aufsteckwelle
62 Mitnehmerstachel
80 Schaltklinke ' 80" erster und zweiter Hebelarm
Anschlagnase für Bimetall an Schaltklinke oder Schaltklinke
Kontaktkalotte für Mitnehmer 36
Sperrhaken
Rückstellfeder
0 Schlossbasis = Oberseite des zweiten Einbauraums
1 Fenster in Oberseite 110 für Durchgriff Mitnehmer 36
2 vordere Seitenflächen des zweiten Einbauraums
3 Doppelsteg
9 Loch, Aufsetzöffnung für Zapfen 19
' 60" 6Γ, 61" Mitnehmernase(n)
' 67" Federdraht-Ende(n)
0 temperatursensitives Element (Bimetallstreifen)
2 Lagerstelle Ausnehmung (Schlitz) Halterung für Festende Bimetallstreifen

Claims

Patentansprueche
1. Stromunabhängige Übertemperaturschutzeinrichtung für ein elektrisches Schutzschaltgerät, insbesondere für ein mehrpoliges, elektronisch ausgestaltetes Niederspannungsschaltgerät, umfassend mindestens
• einen Auslöseapparat,
• einen Betätigungsapparat (10, 30, 40),
• einen Schaltkontakte umfassenden Kontaktapparat,
· eine zwischen Auslöse- und Betätigungsapparat (10, 30, 40) und Kontaktapparat eingebaute Schaltklinke (80), deren Beaufschlagung vom Auslöse- und/oder
Betätigungsapparat eine Öffnung der Schaltkontakte auslöst,
weiterhin ist außerhalb von Strombahnen des Schutzschaltgeräts ein temperatursensitives Element (200) vorhanden, welches auf Erwärmung des Schutzschaltgeräts durch einen Schutzschaltgerätedefekt ausgelegt ist, und bei durch einen Schaltgerätedefekt auftretender Erwärmung und bei Überschreiten einer einstellbaren Schalttemperatur durch
temperaturbedingte Formänderung in die Schaltmechanik (30) des Schutzschaltgeräts eingreift, wodurch ohne in Aktiontreten des stromabhängigen Auslöseapparats die Öffnung der Schaltkontakte erfolgt.
2. Übertemperaturschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das temperatursensitive Element (200) auf eine Schalttemperatur variabel oder fest einstellbar ist.
3. Übertemperaturschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingriff des temperatursensitiven Elements (200) auf die
Schaltklinke (80) des Schutzschaltgeräts erfolgt.
4. Übertemperaturschutzeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Betätigungsnase (81) an der Schaltklinke (80) des
Schutzschaltgeräts angeordnet ist, die bei Überschreiten der Schalttemperatur vom
temperatursensitiven Element (200) beaufschlagt wird, wobei die Öffnung der Schaltkontakte des Schutzschalters durch Schlossentklinkung ausgelöst wird.
5. Übertemperaturschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung des temperatursensitiven Elements (200) im Schutzschaltgerät derart vorgenommen ist, dass die Formänderung des temperatursensitiven Elements (200) in einem Temperaturbereich unterhalb der Schalttemperatur ohne Berührung mit Komponenten des Schutzschaltgeräts stattfinden kann.
6. Übertemperaturschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das temperatursensitive Element ein Bimetallstreifen (200) ist.
7. Übertemperaturschutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetallstreifen (200) als Flachstreifen ausgebildet ist, mit einem Festende (202) im
Schutzschaltgerät ortsfest (113) gelagert ist und mit einem Schwenkende der Schaltklinke
(80) des Schutzschalters zugewandt ist und so in die Schaltmechanik eingreifend gelagert ist.
8. Übertemperaturschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das temperatursensitive Element (200) aus einer
Formgedächtnislegierung hergestellt ist.
9. Übertemperaturschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzschaltgerät einen ersten Auslöse- (10) und
Betätigungsapparat (30, 40) aufnehmenden Bauraum (Bl) und einen zweiten, Kontaktapparat aufnehmenden Bauraum (B2) umfasst,
■ dass zwischen erstem (Bl) und zweitem Bauraum (B2) eine als Fläche ausgebildete Schlossbasis (110) vorhanden ist,
■ dass ein von Auslöse- (10) und/oder Betätigungsapparat (30, 40) betätigter Mitnehmer (36) die Schlossbasis (110) durchragt und in mögliche Anlage an einen ersten
Hebelarm (80') einer in einer Achse (KA) parallel zur Schlossbasis (110) gelagerten
Schaltklinke (80) gelangt,
■ dass das temperatursensitive Element (200) als Flachstreifen ausgebildet ist, an einem Festende (202) ortsfest gelagert ist und mit einem Schwenkende in mögliche Anlage an den ersten Hebelarm (80') der Schaltklinke (80) gelangt.
10. Übertemperaturschutzeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse des Schutzschaltgeräts ein Doppelsteg (113) ausgebildet ist, der einen Schlitz freigibt, in welchen das Festende (202) des temperatursensitiven Elements (200) festgelegt ist.
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