DE1159082B - Thermische Ausloeseeinrichtung als UEberstromschutz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine thermische Auslöseeinrichtung als Überstromschutz in elektrischen Anlagen, bestehend aus einem zur Beeinflussung einer Kontakteinrichtung dienenden Bimetallorgan und einer Heizwicklung, die einen feststehenden Körper umgibt, welcher seinerseits das Bimetallorgan umfaßt.

Eine Auslöseeinrichtung dieser Art ist hauptsächlich dazu bestimmt, elektrische Motoren vor Überlastung zu schützen. Das Bimetallorgan dieser Einrichtung wird hierbei so bemessen, daß es ebenso wie der zu schützende Motor erwärmt wird, nämlich dadurch, daß der Motorstrom entweder durch dieses Bimetallorgan oder durch ein besonderes Heizorgan fließt, das seine Wärme an das Bimetallorgan abgibt. Die durch die Erwärmung bewirkte Krümmung des Bimetalls wird hierbei benutzt, um Kontaktorgane zu beeinflussen, die bei Überschreitung eines bestimmten zugelassenen Stromhöchstwertes den Motorstrom direkt oder mit Hilfe von Schützen abschalten. Die Auslöseeinrichtung muß dabei einstellbar sein, um an die Größe des Motors angepaßt werden zu können. Dies bereitet jedoch beträchtliche Schwierigkeiten, teilweise weil sich die Wärmeerzeugung quadratisch im Verhältnis zum Strom erhöht, teilweise weil das Heizorgan für den Stromhöchstwert bemessen werden muß, während der Strom seinerseits nur geringfügig verringert werden kann, um überhaupt die erforderliche Erwärmung zu erhalten, damit die gewünschte Krümmung des Bimetalls erfolgt. Bestenfalls hat man bisher ein Verhältnis zwischen Höchst- und Mindestwert des Stromes erreichen können, das ungefähr 1: 2 beträgt. Im allgemeinen überschreitet jedoch dieses Verhältnis nicht den Wert 1:1,6, während ein Verhältnis von 1:1,3 oder ein noch schlechteres sehr oft vorkommt.

Es sind bereits Versuche gemacht worden, um bei ein und derselben Auslöseeinrichtung dieses Verhältnis zwischen dem Höchst- und Mindestwert des Stromes zu verbessern, indem man einen austauschbaren Heizkörper für die Erwärmung des Bimetallorgans vorgesehen hat. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dieser Vorschlag nicht zum gewünschten Ergebnis führt, weil die Wärmeeinwirkung auf das Bimetallorgan von äußeren Einflüssen abhängig ist, wie z. B. Ansammlung von Staub auf den Organen, d. h. von etwaigen, nach längerer Betriebszeit auftretenden Änderungen der Wärmeübertragungsbedingungen zwischen dem Heizkörper und dem Bimetallorgan, und weil außerdem das Bimetallorgan leicht beschädigt werden kann, und zwar entweder beim Austausch des Heizkörpers oder durch direkten Thermische Auslöseeinrichtung
als Überstromschutz

Anmelder:

Aktiebolaget Hägglund & Söner,
Örnsköldsvik (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dr. jur. W. Böhme, Patentanwalt,
Nürnberg, Frauentorgraben 73

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 14. März 1960 (Nr. 2527)

Adolf Rolf Mais, Enskede (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

Eingriff, da es ohne mechanischen Schutz angeordnet ist.

Außerdem ist bei bekannten Einrichtungen der Heizkörper mit einem Stift zu befestigen, der das Auswechseln derselben erschwert und geübtes Fachpersonal voraussetzt, und sind die Anschlußenden der Heizkörperwicklung an Schraubklemmen anzubringen, was zusätzliche Zeit für das Auswechseln erfordert und Betriebsstockungen durch Drahtbrüche mit sich führen kann. Angestrebt wird hingegen bei der Erfindung, das Auswechseln des Heizkörpers ebenso leicht und schnell durchführen zu können, wie es z. B. bei einer Glühbirne möglich ist.

Die erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung löst dieses Problem dadurch, daß die Heizwicklung an der Innenfläche einer Keramikhülse aufgetragen ist, welche an ihren beiden Stirnflächen mit je einem Kontaktorgan in Form einer die Stirnfläche bedeckenden Metallscheibe versehen ist, mittels derer das Kontaktorgan an der einen Stirnfläche gegen eine feststehende Kontaktschiene abnehmbar anliegt, während das Kontaktorgan an der anderen Stirnfläche gegen ein Schrauborgan anliegt oder mit demselben fest verbunden ist, das in eine weitere Kontaktschiene einschraubbar ist.

Die erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung zeichnet sich durch hohe Ansprechgenauigkeit und Betriebssicherheit aus, die auch nach langer Betriebszeit erhalten bleiben. Sie kann auf einfache Weise an die

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Motorgröße dadurch angepaßt werden, daß das Schrauborgan der Auslöseeinrichtung gelöst und die Keramikhülse ausgetauscht wird, welche Maßnahme auch von einem Nichtfachmann schnell durchgeführt werden kann, ohne daß hierbei eine Beschädigung des Bimetallorgans möglich ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schnitt einer erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung;

Fig. 2 ist ein Schnitt der Einrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie H-II;

Fig. 3 zeigt ein Einzelteil, das in der Einrichtung nach Fig. 1 und 2 enthalten ist, von oben gesehen.

Die in der Zeichnung dargestellte thermische Aus- *5 löseeinrichtung besteht aus einem Isoliergehäuse 10 mit einer Kammer 12 für Aufnahme einer Heizpatrone 14 und aus einer Kammer 16, durch welche sich eine Kupplungsschiene 18 erstreckt, sowie aus einer Kammer 20, in der eine Kontakteinrichtung an- ^ao geordnet ist. Die Heizpatrone 14 besteht nach Fig. 2 aus einem Keramikrohr 22, dessen Innenwand und beide Stirnflächen mit einer Schicht 24 aus zweckmäßigem Widerstandsmaterial versehen sind. Diese Widerstandsschicht 24 kann als massiver Metallbelag, ^a5 gelochtes Blech, gewickeltes Band ausgeführt' sein oder auch aus an der Wandung befestigten Drahtwindungen bestehen. Die beiden Enden der Heizpatrone 14 sind mit je einer Kontaktkappe 26 versehen, die aus Metall mit hoher Leitfähigkeit besteht 3<> und auf das Rohr 22 aufgepreßt ist, so daß ein ausreichender Kontaktdruck zwischen der Kappe 26 und der Widerstandsschicht 24 erreicht wird, der sich noch erhöht, wenn die Heizpatrone in der Auslöseeinrichtung festgeschraubt wird. Die Heizpatrone 14 wird in der Kammer 12 auf eine Hülse 28 aufgesteckt, die aus gut wärmeleitendem Material besteht und an ihren beiden Enden mit Ausnahme von einer oberen Bohrung 30 und einer unteren Bohrung 32 verschlossen ist, die jedoch Lagerungen für eine aus Draht geformte Welle 34 bilden. Diese Welle 34 ist mit ihrem oberen Ende an dem einen Ende eines in Schraubenform ausgeführten Bimetallbandes 36 befestigt, wobei das andere Ende des Bimetallbandes 36 an dem unteren Ende der Innenwand der Hülse 28 befestigt ist, so daß die Torsionsdrehung des Bimetallorgans 36 bei Erwärmung auf die Welle 34 übergeführt wird. Das untere, aus der Hülse 28 herausragende Ende der Welle 34 ist durch Doppelbiegung als Kurbel 38 ausgeformt, die in eine fensterähnliche Ausnehmung 40 der Kupplungsschiene 18 eingreift und bei Drehung der Welle 34 die Schiene 18 nach rechts in bezug auf Fig. 1 verschiebt. Hierdurch wird die in der Kammer 20 angeordnete Kontakteinrichtung betätigt, die weiter unten beschrieben wird.

Die Heizpatrone 14 liegt mit ihrer unteren Kontaktkappe 26 gegen eine Stromschiene 42 an, während deren obere Kontaktkappe 26 sich gegen eine kreisrunde und schraubenähnliche, an ihrem Umfang mit Gewinde versehenen Scheibe 44 mit größerem Durchmesser als der Außendurchmesser der Kontaktkappen 26 abstützt. Die Scheibe 44 ist in eine zweite Kontaktschiene 46 eingeschraubt und bewirkt beim Anziehen den obengenannten, zusätzlichen Kontaktdruck zwischen den beiden Kappen 26 und einerseits der zugehörigen Kontaktschiene 42 bzw. der Kontaktscheibe 44 sowie andererseits der Metallschicht 24. Aus Fig. 2 geht deutlich hervor, daß die Heizpatrone 14 mühelos entfernt werden kann, wenn die Scheibe 44 ausgeschraubt worden ist, wonach die Heizpatrone gegen eine andere ausgetauscht werden kann.

Die Kontakteinrichtung in der Kammer 20 besteht aus einem Winkelarm 48, dessen Drehpunkt auf einem verschiebbaren Organ 50 angeordnet ist, das der Höhe nach mit Hilfe einer Justierschraube 52 eingestellt werden kann. Das untere Ende des Winkelarms 48 liegt gegen die Kupplungsschiene 18 an, während das andere, obere Ende einen beweglichen Schaltarm 54 bildet, welcher mit einem feststehenden Kontaktorgan 56 zusammenarbeitet. Das bewegliche Kontaktorgan 54 ist mittels einer kurzen Leitungsschlinge mit einem Anschlußorgan 58 verbunden. Durch Drehen der Einstellschraube 52 kann somit der Winkelarm 48 geschwenkt und genau im Verhältnis zum Außenende der Kupplungsschiene 18 eingestellt werden. Die Kupplungsschiene 18 ist in schlitzartigen Durchbrüchen 60 des Gehäuses 10 gelagert.

In der Zeichnung ist einfachheitshalber nur eine Heizpatrone 14 mit zugehörender Auslöseeinrichtung gezeigt; es können jedoch mehrere nebeneinander angeordnet werden, z. B. drei für eine Drehstromanlage. Die fensterartigen Aussparungen 40 in der Kupplungsschiene 18 erlauben, daß jede Auslöseeinrichtung für sich mit ihrer Kurbel 38 die Kontakteinrichtung in der Kammer 20 betätigen kann, da das Fenster derartige Abmessungen hat, daß eine Beeinflussung zwischen den einzelnen Kurbelorganen 38 untereinander verhindert wird.

Es ist selbstverständlich möglich, daß die Heizpatrone 14 und die Scheibe 44 in einem einzigen Stück ausgeführt werden, d. h., daß die Scheibe 44 an der oberen Kappe 26 befestigt ist, wodurch der Austausch der Heizpatrone noch erleichtert wird. Eine weitere Abänderung besteht darin, die Scheibe 44 an ihrer unteren Seite mit einem Kragen zu versehen, in welchen die Heizpatrone einzusetzen ist, bevor sie in die öffnung der Stromschiene 46 eingeführt wird.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Thermische Auslöseeinrichtung als Überstromschutz in elektrischen Anlagen, bestehend aus einem zur Beeinflussung einer Kontakteinrichtung dienenden Bimetallorgan und einer Heizwicklung, die einen feststehenden Körper umgibt, welcher seinerseits das Bimetallorgan umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung an der Innenfläche einer Keramikhülse aufgetragen ist, welche an ihren beiden Stirnflächen mit je einem Kontaktorgan in Form einer die Stirnfläche bedeckenden Metallscheibe (26) versehen ist, mittels derer das Kontaktorgan an der einen Stirnfläche gegen eine feststehende Kontaktschiene (42) abnehmbar anliegt, während das Kontaktorgan an der anderen Stirnfläche gegen ein Schrauborgan (44) anliegt oder mit demselben fest verbunden ist, das in eine weitere feststehende Kontaktschiene (46) einschraubbar ist.

2. Thermische Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Hülse (14) mit einer Schicht aus Widerstandsmaterial (24) versehen ist, welche die an den beiden Enden der Hülse angeordneten Kontaktorgane (26) verbindet.

3. Thermische Auslöseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial (24) außer an der Innenwand auch an den Stirnflächen der Hülse (14) angeordnet ist.

4. Thermische Auslöseeinrichtung nach Ansprach 2. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktorgane (26) der Hülse als Kontaktkappen ausgeführt sind.

5. Thermische Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Hülse (14) umgebene feststehende Körper (28) mit dem darin enthaltenen

Bimetallorgan aus einem zylindrischen Metallrohr besteht, dessen zum Schrauborgan gewendetes Ende verschlossen ist, während das entgegengesetzte Ende des Metaürohres ein Lager (32) enthält, durch das eine Betätigungswelle (34) des Bimetallorgans geführt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 164 728;
USA.-Patentschriften Nr. 2 354 529, 2 300 901,
728 092.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 768/382 12.