DE10254038A1

DE10254038A1 - Hilfsauslöser für Motorschutzschalter

Info

Publication number: DE10254038A1
Application number: DE2002154038
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Esser
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-03
Also published as: WO2004047137A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hilfsauslöser (12), dessen Auslösergehäuse (14) an das Schaltergehäuse (4) des Motorschutzschalters (2) anbaubar ist, erste Anschlussklemmen (21) zum Anlegen einer zu überwachenden elektrischen Größe und ein Elektromagnetsystem aufweist, dessen Magnetanker (46) in auslösende Wirkverbindung mit dem Verklinkungssystem (36) am Schaltschloss (32) des Motorschutzschalters (2) tritt. Im Hilfsauslöser (12) ist eine elektronische Auswerteanordnung (42) vorgesehen, die eingangsseitig mit den ersten Anschlussklemmen und ausgangsseitig mit der Magnetspule (44) des Elektromagnetsystems verbunden ist. Die zu überwachende Größe wird von einem Thermistor (40) geliefert, der mit einem über den Motorschutzschalter (2) versorgten Motor (38) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hilfsauslöser für Motorschutzschalter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Motorschutzschalter sind nach Druckschrift DE 35 45 930 A1 mehrpolig ausgebildet und besitzen eine entsprechende Anzahl von Hauptkontakten. Die Hauptkontakte werden über ein Schaltschloss entweder von Hand oder durch einen Motorantrieb geschlossen bzw. geöffnet. Bei einer andauernden Überlast bzw. bei einem kurzzeitigen Kurzschlussstrom sprechen Bimetallauslöser bzw. Magnetauslöser an, die ihrerseits den Verklinkungsmechanismus das Schaltschlosses entklinken und damit das Schaltschloss auslösen, was zum Öffnen der Hauptkontakte führt.

Aus der Druckschrift DE 100 04 597 A1 ist ein Hilfsstromauslöser für einen derartigen Motorschutzschalter bekannt, wobei der Hilfsstromauslöser entweder als Arbeitsstromauslöser oder als Unterspannungsauslöser wirkt. Der Hilfsstromauslöser ist in einem Auslösergehäuse untergebracht, das seitlich an das Schaltergehäuse des Motorschutzschalters anbaubar ist. Das auslösende Signal wird dem Hilfsstromauslöser über zwei Anschlussklemmen zugeführt, zwischen denen die Magnetspule eines Elektromagneten und ein Hilfsschalter angeordnet sind. Der federvorgespannte Magnetanker des Elektromagneten betätigt im Auslösefall den Hilfsschalter und einen Auslösehebel. Der Auslösehebel reicht mit einem Arm durch das Auslösergehäuse und das Schaltergehäuse zu dem Verklinkungssystem des Schaltschlosses des Motorschutzschalters. Im Auslösefall entklinkt der Auslösehebel das Schaltschloss, worauf dieses in den ausgelösten Zustand übergeht und die Hauptkontakte des Motorschutzschalters öffnet.

Es ist allgemein bekannt, beispielsweise nach Druckschrift DE 93 02 254 U1 , Motorschutzschalter mit Meldevorrichtungen zu verbinden, die über Hilfsschalter eine Kurzschluss- oder Überlastauslösung signalisieren.

Aus der Druckschrift DE 37 28 197 A1 ist ein elektronisches Motorschutzrelais bekannt, welches bei Überlastungen, die zur Gefährdung und Überhitzung des zu schützenden Motors führen können, ein Auslösesignal abgibt. Mit diesem Auslösesignal wird ein Schütz abgesteuert, welches den Motor abschaltet. Das Motorschutzrelais besitzt eine elektronische Auswerteanordnung, der einerseits über Stromwandler den Phasenströmen proportionale Messsignale zugeführt werden und die anderseits mit einem im Motor angeordneten Thermistor verbunden ist. Die Auswerteanordnung prüft die eingehenden Signale auf Kurzschluss, Überlastung Asymmetrie, Phasenausfall und Temperaturüberschreitung. Werden durch die Signale festgelegte Kriterien überschritten, so wird ein Auslösesignal zum Abschalten des Schützes ausgegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schutz für motorbetriebene Anlagen zu verbessern.

Ausgehend von einem Hilfsauslöser der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.

Durch die Auswertung einer elektrischen Größe, die von einem mit der zu schaltenden und zu schützenden motorbetriebenen Anlage verbundenen Thermistor geliefert wird, und durch Abschaltung des Motors, die durch Überschreiten einer kritischen Temperatur innerhalb der motorbetriebenen Anlage bewirkt wird, wird für den mit dem Hilfsauslöser verbundenen Motorschutzschalter eine Schutzfunktion bereitgestellt, die zusätzlich neben den üblichen, auf der Auswertung des Motorstroms beruhenden Schutzfunktionen besteht. Der Thermistor ist entweder im Motor selbst oder innerhalb der angetriebenen Anlage, beispielsweise an einer temperaturkritischen Lagerstelle, angebracht. Der erfindungsgemäße Hilfsauslöser stellt in der Kombination mit einem üblichen Motorschutzschalter eine komfortable Alternative zu der bekannten Kombination aus einem Schütz und einem elektronischem Motorschutzrelais mit Thermistorüberwachungsfunktion dar. Mit der Erfindung wird eine wirkungsvolle Vereinigung der Thermistorschutzfunktion mit den Trenner- und Hauptschaltereigenschaften, wie zum Beispiel die Abschließbarkeit der Handhabe des Motorschutzschalters, ermöglicht.

Eine erste vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Magnetanker selbst die Auslösung des Schaltschlosses bewirkt. Hierbei wirkt der Magnetanker über Durchtrittsöffnungen des Auslösergehäuses und des Schaltergehäuses entweder auf ein Auslöseorgan, z.B. in Form einer Auslösewelle oder eines Auslöseschie bers, oder auf den Verklinkungsmechanismus des im Motorschutzschalter angeordneten Schaltschlosses.

Eine zweite vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Magnetanker des Hilfsauslösers mittelbar über ein Übertragungsorgan die Auslösung des Schaltschlosses bewirkt. Hierbei wirkt das Übertragungsorgan über Durchtrittsöffnungen entweder auf ein Auslöseorgan, z.B. in Form einer Auslösewelle oder eines Auslöseschiebers, oder auf den Verklinkungsmechanismus des Schaltschlosses.

Zweckmäßigerweise ist das Auslösergehäuse seitlich mit dem Schaltergehäuse zu verbinden.

Weiterbildungen der Erfindung bestehen schließlich darin, dass mit der Auswerteanordnung ein Hilfsrelais und bzw. oder ein Leuchtelement verbunden ist. Eine am Motor auftretende Übertemperatur wird im ersten Fall über den Hilfsrelaiskontakt als elektrische Meldung in die Ferne und im zweiten Fall als optische Meldung vor Ort signalisiert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen
1: in räumlich getrennter Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hilfsauslösers und einen zugehörigen Motorschutzschalter;
2: eine erste Prinzipdarstellung einer Kombination aus Motorschutzschalter und Hilfsauslöser;
3: eine zweite Prinzipdarstellung einer Kombination aus Motorschutzschalter und Hilfsauslöser.
In 1 ist ein üblicher dreipoliger Motorschutzschalter 2 mit einem Schaltergehäuse 4, einer frontseitig angebrachten drehbaren Handhabe 6 zum Ein- und Ausschalten, zugangsseitigen Hauptanschlüssen 8 für Einspeiseleitungen und abgangsseitigen Hauptanschlüssen 10 für Verbindungsleitungen zu einem Motor als Verbraucher dargestellt. Weiterhin ist ein Hilfsauslöser 12 mit einem Auslösergehäuse 14, einem Paar von ersten Anschlussklemmen 21 für eine zu überwachende elektrische Größe und einem Paar von zweiten Anschlussklemmen 22 für eine Versorgungsspannung dargestellt. Mit Hilfe von Verbindungsmitteln, von denen in 1 lediglich zwei im hinte ren Bereich des Auslösergehäuses 14 angeformte Arretierhaken 15 zu erkennen sind, kann der Hilfsauslöser 12 seitlich mit dem Motorschutzschalter 2 verbunden werden. Am Auslösergehäuse 14 ist weiterhin eine erste Durchtrittsöffnung 16 ausgebildet, durch die ein Fortsatz 18 reicht, der bei mit dem Motorschutzschalter 2 verbundenem Hilfsauslöser 12 eine Auslösung des in dem Schaltergehäuse 4 angeordneten Schaltschlosses bewirken kann. Am Auslösergehäuse 14 ist außerdem ein Austrittsfenster 24 für ein Leuchtelement vorgesehen.
Mit Hilfe der schematischen Darstellung von 2 sollen im Folgenden weitere Merkmale des Hilfsauslösers 12 und die Funktion desselben in Kombination mit dem Motorschutzschalter 2 erläutert werden. Innerhalb des Schaltergehäuses 4 besteht für alle drei Pole von den einspeiseseitigen Hauptanschlüssen 8 eine trennbare Verbindung über Hauptkontakte 26 und von diesen eine Verbindung über thermisch verzögerte Überlastauslöser 28 sowie elektromagnetische Kurzschlussauslöser 30 zu den verbraucherseitigen Hauptanschlüssen 10. Die Hauptkontakte 26 werden über das Schaltschloss 32 entweder mittels der Handhabe 6 geöffnet und geschlossen oder automatisch geöffnet, wenn der über die Hauptkontakte 26 fließende Strom einstellbare Fehlerkriterien überschreitet. Die Überlastauslöser 28 und die Kurzschlussauslöser 30 greifen beim Überschreiten der eingestellten Fehlerkriterien über einen im Schaltergehäuse 4 gelagerten Auslöseschieber 34 auf ein mit dem Schaltschloss 32 verbundenes Verklinkungssystem 36, wobei der Auslöseschieber 34 durch das Lösen des Verklinkungssystems 36 eine Auslösung des Schaltschlosses 32 bewirkt, wodurch die Hauptkontakte 26 automatisch geöffnet werden.
Die verbraucherseitigen Hauptanschlüsse 10 sind mit einem Motor 38 verbunden, in dessen Ständer ein Thermistor 40 als thermischer Fühler eingebettet ist. Die von dem Thermistor 40 gelieferte elektrische Größe (Strom, Spannung oder Widerstand) wird über die ersten Anschlussklemmen 21 zu einer elektronischen Auswerteanordnung 42 im Hilfsauslöser 12 geführt. Die Auswerteanordnung 42 wird über die zweiten Anschlussklemmen 22 mit Spannung versorgt. Über die Auswerteanordnung 42 wird die vom Thermistor 40 gelieferte elektrische Größe, beispielsweise der Widerstandswert, ständig erfasst. Zeigt diese elektrische Größe infolge einer unzulässigen Erwärmung des Motors 38 eine deutliche Veränderung, wird über die Auswerteanordnung 42 eine Magnetspule 44 erregt, die zu einem Elektromagnetsystem gehört, von dem in 2 außerdem der bewegliche Magnetanker 46 dargestellt ist. Der Magnetanker 46 greift mit seinem stößelförmigen Fortsatz 18 durch die erste Durchtrittsöffnung 16 im Auslö sergehäuse 14 sowie durch eine gegenüberliegende zweite Durchtrittsöffnung 17 im Schaltergehäuse 4. Durch die erregte Magnetspule 44 wird der Magnetanker 46 entgegen einer nicht dargestellten Rückstellfeder so weit in den Innenraum der Magnetspule 44 gezogen (in 2 nach rechts), dass der Fortsatz 18 mit seinem freien Ende den Auslöseschieber 34 in der Weise verlagert, dass ein Auslösen des Schaltschlosses 32 und damit über die nachfolgende Öffnung der Hauptkontakte 26 das Abschalten des Motors 38 bewirkt wird. Der Hilfsauslöser 12 ist außerdem mit einem Leuchtelement 48 versehen, vorzugsweise mit einem LED-Element. Nach Überschreiten des Grenzwertes durch die von Thermistor 40 gelieferte Größe wird das Leuchtelement 48 von der Auswerteanordnung 42 aufgesteuert, sodass am Hilfsauslöser 12 die Überschreitung der zulässigen Temperatur im Motor 38 optisch signalisiert wird.
3 zeigt die Kombination des Motorschutzschalters 2 mit einem Hilfsauslöser 13 einer anderen Ausführungsform. Im Folgenden werden nur die gegenüber der Ausführung aus 2 abweichenden Merkmale und Eigenschaften beschrieben. Dabei werden aus 2 verwendete Bezugszeichen übernommen, wenn diese sich auf im wesentlichen gleichwirkende Funktionselemente beziehen. Bei Erregung der Magnetspule 44 durch die Auswerteanordnung 42 wird ein Magnetanker 47 entgegen einer rückstellenden Federkraft beaufschlagt, sodass dieser gemäß 3 eine Bewegung nach rechts ausführt. Durch diese Bewegung trifft der Magnetanker 47 dieser mit einem stößelförmigen Fortsatz 19 auf einen ersten Hebelarm 51 eines doppelarmigen Übertragungsorgans 50, dass schwenkbar im Auslösergehäuse 14 gelagert ist. Das Übertragungsorgan 50 reicht mit seinem zweiten Hebelarm 52 durch die seitlichen Durchtrittsöffnungen 16 und 17 im Auslösergehäuse 14 bzw. Schaltergehäuse 4. Durch den magnetisch beaufschlagten Magnetanker 47 wird das Übertragungsorgan 50 so weit entsprechend der Darstellung in 3 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt, dass der zweite Hebelarm 52 auf das Verklinkungssystem 36 auftrifft und dadurch das Schaltschloss 32 zum Auslösen bringt. Auch hier werden beim Überschreiten der durch den Thermistor 40 erfassten Temperatur im Ständer des Motors 38 über die zulässige Grenztemperatur die Hauptkontakte 26 des Motorschutzschalters 2 automatisch geöffnet und damit der Motor 38 von der Einspeisespannung getrennt. Gleichzeitig wird durch die Auswerteanordnung 42 die Relaisspule 54 eines im Hilfsauslöser 12 angeordneten Hilfsrelais erregt, wodurch der zugehörige Relaiskontakt 56 betätigt wird. Mit der Abschaltung des Motors 38 kann damit über Signalleitungen, die an mit dem Relaiskontakt 56 verbundenen dritten Anschlussklemmen 23 an geschlossen sind, die Überschreitung der zulässigen Motortemperatur in die Ferne gemeldet werden.
Die Kombinationen aus Motorschutzschalter 2 und Hilfsauslöser 12 bzw. 13 weisen die üblichen Schutzmöglichkeiten gegen Überlastung und Kurzschluss auf und bieten einen zusätzlichen Schutz durch Auswertung der unmittelbar von dem Thermistor 40 erfassten Motortemperatur. Der Hilfsschalter 12 nach 2 kann ebenso mit einem Hilfsrelais 54, 56 gemäß 3 ausgestattet werden. Umgekehrt kann der Hilfsschalter 13 nach 3 zusätzlich mit einem Leuchtelement 48 gemäß 2 ausgestattet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Anwendung beschränkt. So kann die vom Hilfsauslöser 12 bzw. 13 erfasste elektrische Größe beispielsweise von einem Thermistor abgenommen werden, der an einer kritischen Stelle innerhalb der vom Motor 38 betriebenen Maschine oder Anlage, insbesondere an einem durch Heißlaufen bedrohten Lager, angebracht ist.

2: Motorschutzschalter
4: Schaltergehäuse
6: Handhabe
8; 10: Hauptanschlüsse
12;13: Hilfsauslöser
14: Auslösergehäuse
15: Arretierhaken
16; 17: Durchtrittöffnungen
18; 19: Fortsatz
21; 22; 23: Anschlussklemmen
24: Austrittsfenster
26: Hauptkontakte
28: Überlastauslöser
30: Kurzschlussauslöser
32: Schaltschloss
34: Auslöseschieber
36: Verklinkungssystem
38: Motor
40: Thermistor
42: Auswerteanordnung
44: Magnetspule
46; 47: Magnetanker
48: Leuchtelement
50: Übertragungsorgan
51; 52: Hebelarm
54: Relaisspule
56: Relaiskontakt

Claims

Hilfsauslöser für Motorschutzschalter, aufweisend – ein an das Schaltergehäuse (4) eines Motorschutzschalters (2) anbaubares Auslösergehäuse (14), – erste Anschlussklemmen (21) zum Anlegen einer zu überwachenden elektrischen Größe, – ein Elektromagnetsystem, das eine Magnetspule (44) und einen Magnetanker (46; 47) aufweist, wobei der Magnetanker (46; 47) bei an dem Schaltergehäuse (4) angebautem Auslösergehäuse (14) über entsprechende Durchtrittöffnungen (16; 17) des Auslösergehäuses (14) und des Schaltergehäuses (4) wenigstens mittelbar zu dem mit dem Schaltschloss (32) des Motorschutzschalters (2) verbundenen Verklinkungssystem (36) reicht, gekennzeichnet durch – zweite Anschlussklemmen (22) zum Anlegen einer Versorgungsspannung, – eine elektronische Auswerteanordnung (42), die eingangsseitig mit den ersten Anschlussklemmen (21), versorgungsseitig mit den zweiten Anschlussklemmen (22) und ausgangsseitig mit der Magnetspule (44) verbunden ist, wobei die zu überwachende Größe von einem Thermistor (40) geliefert wird, der mit einer von einem Motor (38) betriebenen und über den Motorschutzschalter (2) versorgten Anlage verbunden ist.
Hilfsauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (46) durch die Durchtrittöffnung (16) des Auslösergehäuses (14) tritt.
Hilfsauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Auslösegehäuse (14) ein bewegliches Übertragungsorgan (50) gelagert ist, das einerseits mit dem Magnetanker (47) wirkverbunden ist und anderseits durch die Durchtrittöffnung (16) des Auslösergehäuses (14) tritt.
Hilfsauslöser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (46; 47) stößelförmig ausgebildet ist.
Hilfsauslöser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösergehäuse (14) seitlich mit dem Schaltergehäuse (4) verbindbar ist.
Hilfsauslöser nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Hilfsrelais (54, 56), das eingangsseitig von der Auswerteanordnung (42) angesteuert und ausgangsseitig mit dritten Anschlussklemmen (23) verbunden ist.
Hilfsauslöser nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein von der Auswerteanordnung (42) angesteuertes Leuchtelement (48).