DE2059052C - Schutzschalter, insbesondere Fehler Stromschutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter, insbesondere Fehlerstromschutzschalter, mit einem um eine Drehachse drehbaren Mitnehmer für einen Entklinkungshebel eines Schaitschlosses sowie mit einem Haltemagneten, der einen auf den Mitnehmer einwirkenden Anker aufweist, und mit einem am Mitnehmer oder am Anker des Haltemagneten angreifenden — insbesondere aus einer Auslösefeder bestehenden — Auslösekraftspeicher, dessen zur Drehachse des Mitnehmers senkrechte Wirkungslinie mit Abstand zu dieser Drehachse verläuft.

Ein derartiger Schutzschalter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 538 370 bekannt. Auf den Entklinkungshebel dieses Schutzsclnlters wird jedoch im eingeschalteten Zustand eine Klinkenkraft ausge- übt, die häufig sehr groß ist. Das von der Auslösefeder über den Mitnehmer auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses ausgeübte Moment muß also beim Auslösen des Schaltschlosses zur Überwindung der u. U. erheblichen Klinkenkraft ver- hältnismäßig hoch sein. Beim bekannten Schutzschalter verringert sich jedoch beim Drehen des Mitnehmers in Auslöserichtung bis zum Auslösen des Schallschlosses das von der Auslösefeder am Mitnehmer erzeugte Moment. Dies bedingt, daß die im I !!!schaltzustand auf den Anker des Haltemagneten auszuübende Hallekraft erheblich ist und daß deshalb die in die Frregerspule des Haltemagneten zur Freigabe des Ankeis im Auslosef-ill einzuspeisende Erregerleisiun» einen verhältnismiißig großen Wen hat. Das bedeutet jedoch, daß ein Summenstromwandler, dessen Primärwicklungen im bekannten Schutzschalter im zu überwachenden Stromkreis liegen und dessen Sekundärwicklung beim Auftreten eines Fehleisiroms il'·: Erregerspuie des Haltemagneten speist, und dan;it auch der Schutzschalter selbst große geometrische Abmessungen hat.

Der Gründung liegt die Aulgabe zugrunde, einen derartigen Schutzschalter mit möglichst geringer Baugroi.'.e zu schallen, dessen Haltemagnet nur eine kleine Haltekraft auszuüben btaucht und dessen Mitnehmer dennoch in der Lage ist, beim Auslösen des Schaltschlosses dte auf den Entklinkungshebel einwirkende Klinkenkraft zu überwinden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schutzschalter der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Angriffsstelle des Auslösekraftspeichers am Mitnehmer oder am Anker, bei der sich der Abstand der Wirkungslinie von der Drehachse des Mitnehmers beim Drehen des Mitnehmers in die Auslöserichtung und Auslösen des Schaltschlosses vergrößert.

Hierdurch wird das vom Auslösekraftspeicher auf den Mitnehmer übertragene Moment und damit auch die vom Mitnehmer auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses ausgeübte Kraft verglichen mit der Haltekraft des Haltemagneten vergrößert.

Die Erfindung und ihre Vorteile seien an Hand der Zeichnung näher erläutert-

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht einen Haltemagneten für einen Schutzschalter in einem teilweise geöffneten Gehäuse,

F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Haltemagneten nach Fig. 1 ohne Gehäuse,

Fig. 3 zeigt die Seitenansicht des verschlossenen, den Halteniagneten enthaltenden Gehäuses im eingeschalteten Zustand des Schutzschalters,

F i g. 4 zeigt die Seitenansicht entsprechend F i g. 2 jeim Auslösen des Schutzschalters.

Nach Fig. 1 ist der Haltemagnet in einem rechtwinklig abgebogenen Gehäuse 2 angeordnet. Er besteht, wie F i g. 2 zeigt, aus zwei nebeneinander angeordneten Schenkeln 3 und 4 aus magnetisch gut leitendem Werkstoff (z. B. einer Nickel-Eisen-Legierung mit 70 bis 80 Gewichtsprozent Nickelgehalt), die an einem Ende je eine Aussparung 5 und 6 haben. Diese Aussparungen 5 und 6 liegen sich gegenüber. In ihnen ist ein Permanentmagnet 7 so angeordnet, daß jeder Schenkel an einer anderen Polfläche des Permanentmagneten 7 anliegt Der Anker 8, der ebenfalls aus magnetisch gut leitendem Werkstoff (z.B. aus der obengenannten Nickel-Eisen-Legierung) besteht, befindet sich am anderen Ende der Schenkel 3 und 4 gegenüber den Polflächen dieser Schenkel. Dort ist auch eine Erregerspule 9 auf dem Schenkel 4 angeordnet. Zwischen der Erregerspule 9 und dem Permanentmagneten 7 befindet sich ein eine hohe Auslöseempfindlichkeit bewirkender magneüscher Nebenschluß zum Permanentmagneten 7. Dieser Nebenschluß besteht aus zwei eng nebeneinanderliegenden Ansätzen 10 und 11 an den Schenkeln 3 und 4.

Zwischen den Ansätzen 10 und 11 ist eine dünne Folie aus magnetisch schlecht leitendem Werkstoff, /.B. eine I(J μ dicke Aluminiumfolie, angeordnet. Die Schenkel 3 und 4 sind durch eine Ouerschraube 36 miteinander verbunden.

Dei Anker K ist an einem Arm 13 befestigt, der einen Büge! 30 mit zwei Schenkeln 31 aufweist, die je mit einer l.ugcrbohrung 32 versehen sind und auf einer Welle 14 um die Welle 14 drehbar angebracht sind. Die Welle 14 ist in einer Durchführung υ in dei in F i u. I nur teilweise dargestellten Seitenwand 16 des Gehäuses 2 senkrecht zu den Schenkeln 3 und 4 und zur Zeichenebene der Fig. 1 drehbar gelagert. Die mit der Längsachse der Welle 14 zusammenfallende Drehachse des Ankers 8 ist also ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene der Fig I.

Im Gehäuse 2 ist konzentrisch zur Welle 14 eine Drehfedci 33 angeordnet, die sich am Gehäuse 2 und am Arm 13 des Ankers 8 abstützt und die den Anker 8 in Richtung auf die Pol flächen der Schenkel 3 und 4 zu drehen sucht. Die Welle M ist ferner innerhalb des Gehäuses 2 mit einem Spannstift 34 versehen, der den Arm 13 nur beim Drehen der Welle 14 in Auslöserichtung gemäß Pfeil 28 mitnimmt.

Der Pfeil 15 symbolisiert die auf den Anker 8 im Einschaltzustand einwirkende, von den Schenkeln 3 und 4 des Hallemagneten ausgehende Haltekraft. In Fig. 1 ist der Anker8 im Einschaltzustand eingezeichnet und gestrichelt die Lage des Anke:; 8 beim Auslösen des Schutzschalters angedeutet.

Nach F i g. 3, in der gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen sind und die den Haltemagneten im Einschaltzustand des Schutzschalters zeigt, sitzt außerhalb des Gehäuses 2 über der Seitenwand 16 auf der Welle 14 ein um die Drehachse des Ankers 8 drehbarer Mitnehmer 17 für cine.i Entklinkungshebel 18 eines nicht dargestellten Schaltschloss^. Ein zwischen zwei Zungen 17 a am Mitnehmer 17 angeordneter und an der Welle 14 außerhalb des Gehäuses 2 befestigter weiterer Spannstift 35 sorgt dafür, daß der Mitnehmer 17 die Welle 14 beim Drehen in beide Drehrichtungen mitdreht. Der Entklinkungshebel 18 ist durch den Mitnehmer 17 um eine zur Zeichenebene der Γ i g. 3 senkrechte Drehachse 19 drehbar. Das nicht dargestellte Schaltschloß ist im Schutzschalter so angeordnet, daß die Welle 14 und damit die Drehachse des Ankers 8 im Bezug auf die Achse 19 parallel und ortsfest ist.

Der Entklinkungshebel 18 sitzt auf einer Welle-18a, deren Längsachse mit der Drehachse 19 zusam- menfällt und die am nicht dargestellten Schaltschloß um ihre Längsachse drehbar angeordnet ist. Die Welle 18a ist mit einer Teilwelle 186 versehen, an der eine um eine zur Drehachse 19 parallele Achse 21 schwenkbareKlinke 20 des sonst nicht dargestellten Schaltschlosses anliegt. Die Klinke 20 übt auf die Mantelfläche der Teilwelle 18 ft im eingeschalteten Zustand des Schalters eine erhebliche Klinkenkraft in Richtung des Pfeiles 22 aus.

Am Ende eines Armes 23 des Mitnehmers 17 und an einem ortsfesten Zapfen 24 an der Seitenwand 16 des Gehäuses 2 des Haltemagneten ist als Auslösefeder eine aus einer Schraubenfeder 25 bestehende Zugfeder senkrecht zur Drehachse des Ankers 8 befestigt. Die WLkungslinie26 der Schraubenfeder 25 ist also senkrecht zu der mit der Längsachse der Welle 14 zusammenfallenden Drehachse des Ankers 8 und hat im Einschaltzustand des Schutzschal- iers, in dem der Anker 8 an den PnÜlachen Jei Sehenkel 3 und 4 anliegt, von dieser Drehachse einen Abstand Ci₁. Im Her.ieh der Welle 14 ist die Schraubenfeder 25 vorteilhaft mit einem Steg 27 versehen, der !Mut/ für die Welle 14 insbesondere im FinsehaltzusUind des Haltemagneten saiatfi. Du: WirkuiiL'slinie 26 der Schraubenfeder 25 ist so auge ordnet, daß die Schraubenfeder 25 ilen Mitnehmer 17 in die durch den Pfeil 28 angedeutete Auslöserichtung des Ankers 8 zu drehen sucht. Außerdem befindet sich die Schraubenfeder 25 auf der Se:'. der Welle 14, auf der sich der Abstand /wischen ihrer Wirkungslinie 26 und der mit der Drehachse des Ankers 8 zusammenfallenden I.angsach-e der Welle 14 vergrößert, wenn de! Anker 8 in Auslo^erichtung gemäß Pfeil 28 in die in Fig. 1 jjesirichel'. dargestellte. Lüge im Auslüs.ezuMand gedreht wird

Fig. 4 verdeutlicht d'-n Auslösevorgang am Haltemagneten. Wird der /*nker8 beim Fließen eines Fehlerstroms durch die Primärwicklungen des nicht dargestellten, im Schutzschalter befindlichen Summenstromwandler, dessen Sekundärwicklung an der Erregerspule 9 liegt, von den Schenkeln 3 und 4 des Haltemagneten freigegeben, so wird der Mitnehmer 17 und der Anker 8 von der einen Zug ausübenden Schraubenfeder 25 gegen die Wirkung der Drehfeder 33 um die Längsachse der Welle 14 in Richtung des Pfeiles 28 gedreht. Wie man erkennt, ist der Abstand α, der Wirkungslinie 26 von der mit der Längsachse der Weile 14 zusammenfallenden Drehachse des Ankers 8 beim Betätigen des Entklinkungshebels 18 durch den Mitnehmer 17 erheblich größer als der entsprechende Abstand«] im Einschaltzustand nach Fig. 3. Die Schraubenfeder25 ist vorteilhaft so angeordnet, daß sich ihre Dehnung beim Drehen des Mitnehmers 17 aus der Einschaltstellune nach Fig. 3 in die Stellung beim Auslösen des n;cht dargestellten Schaltschlosses nur wenig od-.i praktisch gar nicht verändert. Deshalb ändert sich auch die Zugkraft der Schraubenfeder 25 beim Drehen des Ankers 8 in die Auslösestellung praktisch nie '. und von der Schraubenfeder 25 wird beim Auslösen des Schutzschalters wegen des größeren Abstandes a.. ein erheblich größeres Moment auf den Mitnehmer

17 übertragen als im Einschaltzustand entsprechend Fig. 3, in dem der Abstand α, sehr klein ist. D, r Mitnehmer 17 überträgt also beim Auslösen des Schutzschalters eine Kraft auf den Entklinkungshebel 18, die genügend groß ist, die vom Schaltschloß ausgehende Klinkenkraft entsprechend PHl 22 zu überwinden, so daß der Entklinkungshebel 18 vom Mitnehmer 17 in Richtung des Pfeiles 37 gedreht wird und die Klinke 20 unter Freigabe des nicht dargestellten Schaltschlosses von der Teilwt¹'.¹

18 b abgleitet.

Das von der Schraubenfeder 25 im Einschaltzustand auf die Welle 14 und den Anker 8 über tragene Moment und die von den Schenkeln 3 und 4 des Haltemagneten auf den Anker 8 auszuübende Haltekrrft 15 sind bei gleicher Klinkenkraft 22 und bei praktisch gleicher Zugkraft der Schraubenfeder 25 um so kiemer, je näher die Wirkungslinie 26 im Einschaltzustand zur mit der Längsachse der Welle 14 zusammenfallenden Drehachse des Ankers 8 ve -läuft, je kleiner also der Abstand O₁ ist.

Während des Auslösens des nicht dargestellten Schaltschlosses nach dem Abgleiten der Klinke 20 von der Halbwelle 18 ft wird der Mitnehmer 17 von

der nicht dargestellten, die beweglichen Schaltkontakte tragenden Schaltwelle des Schutzschalters über ein ebenfalls nicht dargestelltes, am Haken 29 des Mitnehmers 17 eingehängtes Verbindungsteil entgegen dem Pfeil 28 über die in F i g. 3 dargestellte Ein- schaltstellung hinaus gedreht. Dadurch hebt der Spannstift 34 vom Arm 13 ab, wodurch gewährleistet ist, daß der Anker 8 durch die Drehfeder 33 an die Polfiächen der Schenkels und 4 angelegt wird.

GUnstigerweise ist der Maximaiabstand des Stegs 27 der Schraubenfeder 25 von der Wirkungslinie 26 dieser Schraubenfeder 25 kleiner als der halbe Durchmesser der Welle 14. Da der Steg27 in den Fig.3 und 4 parallel zur Wirkungslinie 26 verläuft, hat er überall von der Wirkungslinie 26 den Abstand a₃, welcher kleiner ist als der halbe Durchmesser der Welle 14. Die Wirkungslinie 26 befindet sich auf derselben Seite des Stegs 27 wie die Welle 14. Auf diese Weise wird durch die Welle 14 verhindert, daß die Wirkungslinie 26 nach dem Auslösen des Schutzschallers von der Seite der Längsachse der Welle 14, auf der sich der Steg 27 befindet, auf die andere Seite der Längsachse überspringt und die Schraubenfeder 25 auf den Mitnehmer 17 schließlich ein Moment ausübt, welches diesen Mitnehmer 17 entgegen dem Pfeil 28 zu drehen sucht. Daher ist gewährleistet, daß der Mitnehmer durch die Schraubenfeder 25 in Richtung des Pfeiles28 wieder in die in Fig.3 dargestellte Einschaltstellung gedreht wird, wenn der Schutzschalter durch Betätigen eines nicht dargestellten Handbetätigungsorgans wieder eingeschalte) und dabei das am Haken 29 eingehängte, nicht dargestellte Verbindungsteil von der ebenfalls nicht dargestellten Schaltwelie freigegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   !. Schutzschalter, insbesondere Fehlerstromschutzschalter, ir.it einem um eine Drehachse drehbaren Mitnehmer für einen Fntklinkungshebel eine*- Schalt·.* hio-se·- sowie mit einem Haliemagneien, dci einen auf den Mitnehmer einwirkenden Anker aufweist, und mit einem am Mitnehmer oder am Anker des Haltemugiie- η ten angreifenden -- insbesondere aus einer Auslosefeder bestehenden — Auslösekraft· peieher, desse'i zur Drehachse des Mitnehmers senkrechte Wirkungslinie mit Abstand zu dieser Drehachse verlauft gekennzeichnet durch eine An- ir griifsstellL des Auslosektaltspeieheis am Mitnehmer (17) oder im Anker (S), bei der sic'ii der Abstand d_; Wirkungslinie (26) von der Dr.-hachse des Mitnehmers (17) beim Drehen des Mitnehmers (17) in die Auslöserichtung und Auslösen des Schaltschlosses vergrößert.
2. 2. Schutzschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen als Schraubenfeder (25) ausgebildeten Ausiosekraftsfeicher, der auf der Seite der gemeinsamen Drehachse von Mitnehmcr(I7) und Anker (8) angeordnet ist, auf der sich der Abstand seiner Wirkungslinie (26) von der Drehachse beim Drehen des Mitnehmers in Auslöserichtung vergrößert.
3. 3. Schutzschalter ;iarh . Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Anker (8), der mit dem Mitnehmer (17) auf einer g. rneinsamen Welle (14) sitzt, deren Längsachse mit der Drehachse von Mitnehmer (17) und Anker (8) fluchtet, und durch eine Schraubenfeder (25), die im Bereich der Welle (14) einen Steg (27) aufweist, dessen Maximalabstand von der Wirkungslinie (26) der Schraubenfeder (25) kleiner ist als der halbe Durchmesser der Welle (14).

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