-
Mehrphasiger Leistungsschalter mit thermischer Auslösung Die Erfindung
betrifft einen mehrphasigen Leistungsschalter mit thermischer Auslöseeinrichtung,
die bei Überschreiten von festgelegten Stromzeitparametern an zumindest einer Phase
den Leistungsschalter abschaltet, bestehend aus von den Phasenströmen erwärmten
Bimetallstreifen, die auf einen gemeinsamen Abschalthebel einwirken und jeweils
mit einer Justiereinrichtung versehen sind, die die Festlegung der Stromzeitparameter
bei Herstellung des Schalters ermöglichen.
-
Derartige mehrphasige Leistungsschalter werden seit längerem von
der Anmelderin gebaut und vertrieben. Derartige Leistungsschalter dienen nicht nur
zum Ein- und Abschalten von Geräten hoher Leistung, sie schützen diese Geräte auch
vor Überlastungsschäden. Übersteigt nämlich der durch den Schalter fließende Strom
für bestimmte Zeit bestimmte Stromwerte, wird der Leistungsschalter ausgelöst und
trennt das Gerät vom Netz. Bei hoher Stromüberschreitung genügt bereits eine geringe
Zeit, um den Schalter zum Auslösen zu bringen, während bei nur geringfügiger Überschreitung
des eingestellten Nennstromes verhältnismäßig lange Zeit vergeht, bevor das Gerät
durch den Leistungsschalter
voi Netz abgetrennt wird. Diese Art
der Abschaltung wird durch eine thermische Auslöseeinrichtung verwir]licht, bei
der mit jeuer Phase ein Birnetallstreifen verbunden ist, der von dem durch die Phase
fließenden Strom erw.rmt wird, entweder, inden der Strom durch den Bimetallstreifen
selbst hindurch fließt, oder indem der Birlletallstreifen mit einem Leiter verbunden
ist, der vor. Phasenstrai durchflossen ist. Die Erwärrnullg erfolgt aufgrund aes
Widerstandes des von dem Phasenstrom durchflossenen Leiters.
-
Durch die Erwärmung verbiegt sich der aus zwei Metallen unterschiedlicher
Wärmeausdehnung bestehende Bimetallstreifen. Die Verbiegungsbewegung wird auf einen
drehbar gelagerten Abschalthebel übertrayen, der seinerseits bei Verschwenkung um
einen hestilsaten Winkel einen Auslösehebel betätigt, der den Leistungsschalter
auslöst und damit die Schalterkontakte öffnet.
-
Ur,l für alle Phasen die Stromzeitparameter auf gleiche Werte bringen
zu können, sind auf dem Abschalthebel Justiereinrichtungen vorgesehen, die es ermöglichen,
bei der Herstellung des Schalters eventuelle Fertigungstoleranzen der Bimetallstreifen
und der Montage auszugleichen, so daß eine Überschreitung eines Parameters in einer
Phase zu einer Auslösung des Leistungsschalters führt, unabhängig davon, in welcher
Phase die überschreitung auftritt. Neben dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen
dient die Justierung auch dazu, einen bestimmten Nennwert für den Schalter festzulegen,
wie er beispielsweise vom späteren Verwender gewünscht wird.
-
Die so vorgenomrnene Justierung wird dann werkseitig blockiert, so
daß eine Änderung der Einstellung durch den Verwender nicht mehr möglich ist. Es
wäre auch unzweckmäßig, dem Verwender die Möglichkeit zu geben, die Justiereinrichtungen
zu ändern, weil es nur mit Hilfe von recht aufwendigen Meßeinrichtungen, die der
Verwender meist nicht besitzt, möglich ist, die Justierung für alle Phasen in gleicher
Weise zu ändern. Um
derartige t-Neßeinrichtungen zu vernteiden,
wäre es zwar denkbar, jede einzelne Justiereinrichtung mit entsprechenden Eichmarkierungen
zu versehen, doch ist dies wiederum sehr aufwendig und verteuert den Schalter ganz
wesentlich. Zudem ist es auch für den Verwender recht umständlich, bei einer Änderung
der Stromzeitparameter für jede Phase die Neueinstellung vorzunehmen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen mehrphasigen Leistungsschalter
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Auslöseparameter in
einfacher Weise auch vom Verwender geändert werden können, ohne daß dadurch die
Herstellung des Schalters sich unzumutbar verteuert.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Leistungsschalter
der eingangs genannten Art eine über dem Abschalthebel angeordnete, von den Bimetallstreifen
betätigbare Auslösewippe und zwischen Auslösewippe und Abschalthebel ein einstellbares
Yuplungsglied angeordnet wird, das Auslösewippe und Abschalthebel mechanisch miteinander
verbindet.
-
Dadurch, daß nun die Auslösewippe über das einschaltbare Kupplungsglied
den Abschalthebel bedient, und zwischen Auslösewippe und Abschalthebel das einstellbare
Kupplungsglied angeordnet ist, wird ermöglicht, für alle Phasen gleichzeitig eine
Änderung der Auslöseparameter vorzunehmen, wodurch zum einen die Einstellarbeit
wesentlich vereinfacht wird, so daß auch die Einstellung in die Hände des Verwenders
gelegt werden kann, zum anderen aber auch sich die Konstruktion des Schalters nicht
wesentlich verkompliziert, weil für alle Phasen nur eine gemeinsame Einstellung
vorgesehen ist, so daß die Herstellungskosten für den Schalter sich nur unwesentlich
erhöhen.
-
Besonders einfach wird die Konstruktion, wenn das Kupplungsglied aus
zwei sich mit Abstand gegenüberliegenden Ansätzen besteht, deren Abstand durch ein
Verbindungsstück einstellbar konstantgehalten wird, wobei der eine Ansatz mit der
Auslösewippe und der andere Ansatz mit dem Ab schalthebel fest verbunden
ist.
Das Verbindungsstück besteht zweckmäßigerweise aus einer durch ein Muttergewinde
in dem einen Ansatz geführten Schraube, deren Fußende am anderen Ansatz anliegt,
sowie aus einer an den Ansätzen angreifenden Zugfeder.
-
Gemäß einer noch anderen Ausführungsform ist diese Schraube auch bei
geschlossenem Schaltergehäuse einstellbar, so daß eine Änderung der Auslöseparameter
erfolgen kann, ohne daß der Schalter geöffnet werden muß, was aus Sicherheitsgründen
zunächst ein Abtrennen des Schalters vom Netz erfordern würde.
-
Zur Einstellung von außerhalb des Gehäuses ist es besonders günstig,
wenn ein im Gehäuse von außen betätigbarer Drehknopf gelagert ist, dessen innerhalb
des Gehäuses liegendes Ende mit Abstand über dem Kopfende der Schraube liegt, und
wenn zwischen dem Kopfende der Schraube und dem Ende des Knopfes ein Gelenk vorgesehen
ist, das zwar eine Drehbewegung, aber keine in einer der drei Raumachsen erfolgende
Translationsbewegung vom Kopfende der Schraube auf das Ende des Knopfes überträgt.
Damit wird erreicht, daß die Bewegung der Auslösewippe in keiner Weise behindert
wird und trotzdem eine Drehkupplung zwischen Einstellschraube und Einstellknopf
vorhanden ist.
-
Dieses Gelenk kann in besonders einfacher Weise aus einem U-förmigen
Bügel bestehen, dessen einer Schenkel durch eine Radialbohrung im Kopf ende der
Schraube geführt ist, während der andere Schenkel in einem Radialschlitz der Drehknopfwelle
gleitend gehalten ist. Damit wird die erforderliche dreidimensionale Beweglichkeit
der Einstellschraube bezüglich des Drehknopfes sichergestellt.
-
Die erfindungsgemäße Konstruktion ermöglicht auch in sehr einfacher
Weise einen Ausgleich des Einflusses der Umgebungstemperatur auf die Auslöseparameter.
Erreicht wird dies, indem zumindest einer der Ansätze aus einem Bimetallstreifen
besteht.
-
Dieser Kompensations-Bimetallstreifen kompensiert die Bewegung der
auslösenden Bimetallstreifen bei Änderungen der Umgebungstemperatur,
so
daß auch bei starken Änderungen dieser Temperatur eine Änderung der Auslöseparameter
nicht erfolgt.
-
Um eine ungewollte Änderung der Einstellung zu verhindern, können
gemäß einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung Schraube bzw. Einstellknopf
mit Blockiereinrichtungen versehen sein. Zudem ist es zweckmäßig, zur Erleichterung
der Einstellung die Schraube bzw. den Einstellknopf mit Skalenteilungen zu versehen.
-
Die Erfindung wird nachfolgena anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.
-
Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Teil eines dreiphasigen
Leistungsschalters; Fig. 2 eine Draufsicht auf diesen Teil; und Fig. 3 eine Schnittansicht
durch den in Fig. 1 dargestellten Gegenstand längs der Pfeile III-III.
-
In den Figuren ist ein dreiphasiger Leistungsschalter dargestellt,
der gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auch vom Verwender hinsichtlich der
Auslöseparameter eingestellt werden kann.
-
Der Leistungsschalter besteht aus einem Gehäuseteil 10 das mit einem
nicht dargestellten Gehäuseteil verschraubt werden kann, in dem sich die Kontakte
des Leistungsschalters sowie deren Antrieb befinden. Der - durch geeignete Federeinrichtungen
vorgespannte - Antrieb öffnet die Kontakte, wenn von der Auslöseeinrichtung ein
Auslösehebel 12 freigegeben wird, so daß dieser bei der dargestellten Ausführungsform
um einen Drehpunkt 14 in Uhrzeigerrichtung schwenken und dadurch in nicht näher
dargestellter Weise den öffnungsmechanismus des Leistungsschalters betätigen kann.
-
Der Strom einer Phase wird durch einen Leiter 16 hindurchgeführt,
der sich aufgrund seines Widerstandes je nach der Höhe des Stromes mehr oder weniger
stark erwärmt.
-
Mit dem Leiter 16 befindet sich ein Bimetallstreifen 18 in Wärmekontakt,
der sich mit zunehmender Erwärmung immer mehr verbiegt, und zwar bei der in Fig.
3 dargestellten Anordnung nach rechts in Richtung auf die Spitze 20 einer Schraube
22 zu, die in der Auslösewippe 24 angeordnet ist. Die Auslösewippe wird von zwei
Lagerhebeln 26 gehalten, die eine Verschwenkung der Wippe 24 um eine Achse 28 ermöglichen.
-
Die Auslösewippe besitzt einen Ansatz 30, der mit der Auslösewippe
24 in noch darzustellender Weise verbunden ist. Der Ansatz weist eine mit Gewinde
versehene Bohrung auf, in der eine Einstellschraube 32 geführt wird. Von einer Feder
34 wird ein weiterer Ansatz 36 gegen die Spitze der Schraube 32 gehalten.
-
Dieser zweite Ansatz 36 ist fest mit einem Abschalthebel 38 verbunden,
der um eine Achse schwenkbar ist, die entweder parallel zur Achse 28 der Auslösewippe
liegt, oder vorzugsweise mit dieser zusammenfällt. Durch die letztgenannte Anordnung
führt eine Verschwenkung der Auslösewippe 24 um die Achse 28 aufgrund der durch
die beiden Ansätze 30 und 36 sowie die Schraube 32 und die Feder 34 vorhandene mechanische
Kopplung zu einer gleichzeitigen Verschwenkung des Abschalthebels 38 um die gleiche
Achse 28, so daß zwischen der Spitze der Schraube 32 und dem Ansatz 36 keine relative
Bewegung auftritt, wie es der Fall wäre, wenn die Achsen von Abschalthebel 38 und
Wippe 24 nicht zusammenfallen würden.
-
Der Abschalthebel 38 kann von der Auslösewippe 24 nur gegen die Kraft
der Druckfeder 40 in Uhrzeigerrichtung (Fig. 3) verschwenkt werden. Überschreitet
die Verschwenkung des Abschalthebels 38 ein bestimmtes Maß, gibt eine am Abschalthebel
38 befestigte Nase 42 den Auslösehebel 12 frei, so daß dieser in Uhrzeigerrichtung
verschwenken und den Leistungsschalter zur Abschaltung bringen kann.
-
Um Fertigungstoleranzen hinsichtlich der Bimetallstreifen 18 sowie
auch hinsichtlich der Lagerung der verschiedenen beweglichen Teile ausgleichen zu
können, aber auch um einen bestimmten Stromzeitparameterbereich werkseitig festlegen
zu können, dienen die Schrauben 22. Wird eine Schraube 22 weiter eingedreht, so
verringert sich der Abstand x zwischen ihrer Spitze 20 und dem Bimetallstreifen
18, so daß die Auslösung bereits bei geringerer Erwärmung und Verbiegung erfolgt,
d. h., daß entweder bereits eine geringere Zeit bei festgelegtem Strom oder ein
geringerer Strom während einer bestimmten Zeit ausreicht, um den Leistungsschalter
auszulösen und damit das zu schützende Gerät vom Netz zu trennen.
-
Nachdem für alle drei Phasen ein bestimmter Auslöseparameter werkseitig
eingestellt ist, wird mittels einer Kontermutter 44 die Einstellung der Schraube
22 fixiert. Zusätzlich kann noch durch Lackauftrag die Einstellung gegen Änderung
gesichert werden.
-
Durch diese werkseitige Einstellung, die mit genauen Meßgeräten erfolgen
kann, wird ein sehr genauer Gleichlauf der Auslösekennlinien der verschiedenen Phasen
erreicht.
-
Soll nun beispielsweise der Leistungsschalter für ein Gerät verwendet
werden, dessen Nennstrom um einen bestimmten Faktor, z. B. 0,8, niedriger liegt,
als der werkseitig eingestellte Nennstrom, kann dies durch Verdrehung der Einstellschraube
32 in Uhrzeigerrichtung erfolgen, wodurch der Abstand zwischen den Ansätzen 30 und
36 sich vergrößert, während gleichzeitig der Abstand x zwischen der Spitze 20 und
dem Bimetallstreifen 18 sich verringert, und zwar für alle Phasen um einen gleichen
Wert.
-
Der Bimetallstreifen 18 erreicht dadurch bereits bei geringerer Erwärmung
die Spitze 20 der Auslösewippe 24 und bewirkt demzufolge eine Verschwenkung der
Auslösewippe 24 und damit auch des Abschalthebels 38 bis zz Freigabe des Auslösehebels
12 bei einer Überschreitung eines Nennstromes, der bei dem gewählten Beispiel nur
80 % des werkseitig eingestellten Nennstromes beträgt.
-
Die Einstellung der Schraube 32 kann mittels eines - nicht dargestellten
- Schraubenzieher schlitzes an seinem Kopfende erfolgen, was allerdings ein Abnehmen
des Deckels des Leistungsschalters notwendig machen würde. Dies wiederum würde aus
Sicherheitsgründen ein Abtrennen des Netzes vom Leistungsschalter erfordern, was
häufig aus betrieblichen Gründen unzweckmäßig ist.
-
Aus diesem Grunde ist bei der dargestellten Ausführungsform ein außerhalb
des Gehäuses zugänglicher Drehknopf 46 vorgesehen, der in dem Gehäuse 10 selbst
oder, wie dargestellt, von einem Lagerblech 48 gehalten wird, wobei eine Sicherungsscheibe
50 das Herausgleiten aus dem Lagerblech 48 verhindert.
-
Um eine Drehbewegung des Drehknopfes 46 auf die Einstellschraube 32
übertragen zu können, ohne daß die translatorische Bewegung dieser Einstellschraube
32 in irgendeiner der drei Raumachsen behindert wird, ist ein U-förmiger Bügel 52
vorgesehen, der mit seinem einen Schenkel 54 durch eine entsprechende Radialbohrung
56 des Kopf endes der Einstellschraube 32 geführt ist, und zwar mit soviel Spiel,
daß sich der Schenkel 54 in der Bohrung 56 frei drehen kann. Um den Schenkel 54
in der Bohrung 56 axial festzulegen, dienen zwei Sicherungsscheiben 58. Der andere
Schenkel 60 des Bügels 52 gleitet in einem Schlitz 62, der sich im unteren Ende
64 des Drehknopfes 46 befindet. Auch hier ist das Spiel wieder ausreichend groß,
um ein im wesentlichen reibungsfreies Gleiten des Schenkels 60 innerhalb des Schlitzes
62 sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung hinsichtlich der Achse
des Drehkopfes 46 zu ermöglichen. Da wegen der Drehbarkeit der Schenkel in ihren
jeweiligen Lagerungen auch eine Versetzung von Drehknopfachse und Einstellschraubenachse
senkrecht zur Ebene des Bügels 52 möglich ist, kann sich die Schraube 32 in allen
drei Raumrichtungen translatorisch bewegen, ohne von dem Drehknopf behindert zu
werden.
-
Damit sich die Einstellung des Drehknopfes 46 nicht ungewollt verändert,
ist am Einstellknopf eine Rastung 66 vorgesehen, in die eine Rasterfeder 68 eingreift.
-
Der Drehknopf 46 ist zweckmäßigerweise mit einem Schlitz 70 versehen,
um mittels eines Schraubendrehers die Einstellung verändern zu können.
-
Je nach der Steigung des Gewindes der Einstellschraube 32 und der
erforderlichen Abstandsänderung zwischen Spitze 20 und Bimetallstreifen 18 wird
meist eine Drehung des Einstellknopfes 46 um weniger als 360° ausreichend sein,
um den vollen Einstellbereich zu überstreichen. In diesem Falle wird zweckmäßigerweise
ein Anschlag 72 am Einstellknopf vorgesehen, um dessen Drehbereich festzulegen.
-
Indem der Drehbereich weniger als 360° umfaßt, wird auch die Anbringung
von Markierungen erleichtert, die z. B. aus einem auf dem Drehknopf 46 befindlichen
Pfeil 74 und aus auf dem Gehäuse angebrachten Zahlenwerten bestehen, die den jeweiligen
Nennstrom oder die prozentuale Abweichung vom werkseitig eingestellten Nennstrom
angeben.
-
Die Umgebungstemperatur hat einen gewissen Einfluß auf den Abstand
x zwischen Spitze 20 und Bimetallfeder 18 und damit auch auf die Nennstromgrundeinstellung.
Um diesen Einfluß der Umgebungstemperatur auszuschalten, ist bei der dargestellten
Einrichtung ein Bimetallstreifen 76 vorgesehen, der mit seinem einen Ende an der
Auslösewippe 24 befestigt ist, beispielsweise mittels einer Schraube 78, und dessen
anderes Ende in den Ansatz 30 ausläuft. Bei Temperaturänderung der Umgebung verbiegt
sich der Bimetallstreifen 76 und ändert dabei seinen Abstand y von der Auslösewippe
24 in dem Sinne, daß bei steigender Umgebungstemperatur der Abstand kleiner wird.
Diese Abstandsänderung setzt sich zu einer Bewegung der Auslösewippe 24 nach rechts
um, so daß sich der Abstand x zwischen Spitze 20 und Bimetallstreifen 18 um genau
das Maß vergrößert, um daß durch die gleiche Temperaturerhöhung der Bimetallstreifen
18 nach rechts verbogen wird. Auf diese Weise wird der Einfluß der Umgebungstemperatur
kompensiert.
-
Leerseite