DE19619295C2 - Justierverfahren für thermische Überlastauslöser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Justierverfahren für thermi­ sche Überlastauslöser mit Bimetallstreifen, mit einem Ab­ griffsystem und mit einem Auslösemechanismus, der eine Justiereinrichtung aufweist, wobei zunächst die Lage der Bimetallstreifen an das Abgriffsystem angepaßt wird und eine Vorjustierung des Auslösemechanismus durch Einstellung eines vorbestimmten Auslöseabstands vorgenommen wird, bevor die Bimetallstreifen mit einem bestimmten Strom beaufschlagt wer­ den.

Derartige Justierverfahren sowie thermische Überlastauslöser sind bereits bekannt (WO 86/02197). Schutzgeräte mit derartigen, zeitver­ zögerten Überstromauslösern müssen nach Vorschrift innerhalb bestimmter Ansprechgrenzen auslösen (z. B. EN 60947-4.1 2001). Nach diesen Vorschriften muß bei der Belastung mit dem 1,2-fachen Einstellstrom eine Auslösung innerhalb von 2 h er­ folgen und bei einer Belastung mit dem 1,05-fachen Einstell­ strom darf innerhalb 2 h Strombelastungsdauer keine Auslösung erfolgen. Bei Geräten mit thermischen Überlastauslösern wird dies meist durch die Umsetzung des Stromes über die Stromwär­ me in Ausbiegung von Bimetallstreifen und die Justierung ei­ nes mechanischen Systems, das eine Sprungfunktion beinhaltet, zu diesen Bimetallstreifen erreicht.

Die wirksame Ausbiegung der Bimetallstreifen hängt von ver­ schiedenen Einflußfaktoren, z. B. dem Strombahnwiderstand des thermischen Überlastauslösers, der spezifischen Ausbiegung der Bimetallstreifen, der Auslösekraft und Federung des mechanischen Systems usw. ab. Es ergeben sich dadurch für jedes Schutzgerät individuelle Ausbiegungen.

Fig. 2 zeigt eine Prinzipskizze eines bekannten thermischen Überlastauslösers. Dieser enthält drei Bimetallstreifen 1, ein mechanisches Abgriffsystem 2 sowie einen Auslösemechanis­ mus 3 mit einem Ausgleichsstreifen und mit einer Justierein­ richung 5. Bei dem bekannten Justierverfahren wird von einer mittleren wirksamen Ausbiegung bei baugleichen Schutzgeräten ausgegangen. Dieser Ausbiegungsweg wird als Abstand y zwi­ schen den Bimetallstreifen und dem mechanischen Abschaltpunkt des Auslösemechanismus eingestellt (Vorjustierung), nachdem die Lage der Bimetallstreifen an das Abgreifsystem angepaßt wurde (Synchronisierung). Anschließend wird die Auslösezeit des thermischen Überlastauslösers bei einem bestimmten Strom gemessen. Liegt die Auslösezeit außerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters, das durch die Strom-Ansprechgrenzen bestimmt ist, muß der Abstand je nach Zeitabweichung korrigiert wer­ den. Nach Abkühlung des Schutzgeräts auf Umgebungstemperatur wird die Auslösezeitmessung wiederholt.

Um die Ansprechgrenzen nach Vorschrift zu gewährleisten, wer­ den Stichprobenmessungen der Ansprechgrenzen durchgeführt. Zeigen die Ergebnisse eine tendenzielle Veränderung der An­ sprechgrenzen, werden diese durch Verschiebung des Zeitfen­ sters bei der Überprüfung der Auslösezeit zur Mitte der An­ sprechgrenzen nach Vorschrift hin korrigiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das obengenannte Justierverfahren derart zur verbessern, daß unter Berücksich­ tigung der individuellen Ausbiegung die vorschriftsmäßigen Ansprechgrenzen eingehalten werden können, ohne daß Wieder­ holungsprüfungen und somit das zeitaufwendige Abkühlen bis zur Umgebungstemperatur nötig sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Auslöseabstand derart bemessen ist, daß nach Ausbiegung der Bimetallstreifen aufgrund der Strombelastung für eine vorbestimmte Dauer der Auslösemechanismus am Ende dieser Dauer noch nicht auslöst, sondern ein Restauslöseabstand Δy vorhanden ist, der am Ende der Dauer durch eine Vorrichtung auf Null, d. h. bis zur Auslösung des Auslösemechanismus redu­ ziert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Justierverfahrens sind den Unteransprüchen 2, 3 und 4 zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ablaufplan eines Justierverfahrens für einen thermischen Überlastauslöser,

Fig. 2 eine Prinzipskizze eines bekannten Überlastauslösers und

Fig. 3 eine Vorrichtung mit Antrieb zur Justierung.

Die Erfindung wird ausgehend von einem bekannten Überlastaus­ löser gemäß Fig. 2 erläutert, der bereits bei der Würdigung des Stands der Technik in der Beschreibungseinleitung be­ schrieben wurde.

Bei dem erfindungsgemäßen Justierverfahren, dessen Ablaufplan in Fig. 1 wiedergegeben ist, werden zunächst die einzelnen Bi­ metallstreifen 1 mit geringen Toleranzen an das mechanische Abgriffsystem 2 angepaßt (Synchronisierung). Bei der an­ schließenden Vorjustierung wird ein definierter Ausgangszu­ stand mit einem bestimmten Auslöseabstand zum eigentlichen Justiervorgang hergestellt. Die Justierung des thermischen Überlastauslösers wird üblicherweise vorgenommen, wenn dieser bereits in dem Schutzgerät eingebaut ist. Die nun folgende Strombelastung der Bimetallstreifen 1 erfolgt, indem alle Pole des Schutzgeräts in Reihe geschaltet werden. Dabei wer­ den die Bimetallstreifen 1 für eine vorbestimmte Dauer T mit einem Strom beaufschlagt, der ein vielfaches des Einstell- bzw. Bemessungsstroms beträgt. Am Ende der Strombelastungs­ dauer T besteht zwischen dem mechanischen System 2 zwei mit den Bimetallstreifen 1 und dem Auslösemechanismus 3 ein Rest­ auslöseabstand Δy, der durch eine Vorrichtung 7 mit einem An­ trieb gemäß Fig. 3 auf Null und damit bis zur Auslösung redu­ ziert wird. Dadurch wird das gesamte mechanische System 2 und die Bimetallstreifen 1 mit in den Justiervorgang einbezogen. Die individuellen Toleranzen der Schutzgeräte werden somit berücksichtigt. Die individuelle Ausbiegung der Bimetall­ streifen 1 wird durch die Ausbiegung der Bimetallstreifen 1 in Richtung des Pfeiles während der Strombelastungsdauer T simuliert.

Die Vorrichtung 7 gemäß Fig. 3 weist zur Reduzierung des Restauslöseabstands Δy einen Antrieb auf, z. B. einen Schritt­ motor oder einen Linearmotor, der über Ankopplungsmittel 8 an der Justiereinrichtung 5 des Auslösemechanismus 3 mit diesem mechanisch in Verbindung gebracht werden kann. Der Antrieb ist hinsichtlich seiner Geschwindigkeit an zu erwartende Wer­ te des Restauslöseabstands Δy derart angepaßt, daß einerseits dessen Reduzierung auf Null schnell erreichbar ist, wobei ein schnelles Abbremsen auf die Geschwindigkeit Null in dem Mo­ ment gewährleistet werden muß, in dem die Auslösung erfolgt bzw. der Drehwinkelfehler korrigiert werden kann. Dies bedeu­ tet, daß der Antrieb bei Erreichen des mechanischen Abschalt­ punkts 6 möglichst unverzögert bzw. definiert stehenbleibt. Der Antrieb kann beispielsweise über ein Zahnrad 8 als Ankopplungsmittel an der Justiereinrichtung 5 angekoppelt wer­ den.

Um die Ansprechgrenzen nach Vorschrift zu gewährleisten, wer­ den Stichprobenmessungen der Ansprechgrenzen wiederum durch­ geführt. Zeigen die Ergebnisse eine tendenzielle Veränderung der Ansprechgrenzen, werden diese nach Vorschrift durch Ver­ änderung der Strombelastungsdauer beim Justiervorgang zur Mitte der Ansprechgrenzen hin korrigiert.

Das Justierverfahren ist bei allen Geräten mit thermischen Überlastauslösern anwendbar, die den Strom in einem propor­ tionalen Weg umformen und diesen auf ein mechanisches System wirken lassen.

Claims (4)

1. Justierverfahren für einen thermischen Überlastauslöser mit Bimetallstreifen (1), mit einem Abgriffsystem (2) und mit einem Auslösemechanismus (3), der eine Justiereinrichtung (5) aufweist, wobei zunächst die Lage der Bimetallstreifen (1) an das Abgriffsystem (2) angepaßt wird und eine Vorjustierung des Auslösemechanismus (3) durch Einstellung eines vorbe­ stimmten Auslöseabstands (y) vorgenommen wird, bevor die Bi­ metallstreifen (1) mit einem bestimmten Strom beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöseabstand (y) derart bemessen ist, daß nach Ausbie­ gung der Bimetallstreifen (1) aufgrund der Strombelastung für eine bestimmte Dauer (T) der Auslösemechanismus am Ende die­ ser Dauer (T) noch nicht auslöst, sondern ein Restauslöseab­ stand (Δy) vorhanden ist, der am Ende der Dauer (T) durch ei­ ne Vorrichtung (7) über die Justiereinrichtung (5) auf Null, d. h. bis zur Auslösung des Auslösemechanismus reduziert wird.

2. Justierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (7) einen Antrieb aufweist.

3. Justierverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (7) einen ausreichenden Hub zur Reduzierung des Restauslöseabstands (Δy) auf Null bewirkt, so daß die Auslösung erfolgt.

4. Justierverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb hinsichtlich Geschwindigkeit und Trägheit derart an dem Rest­ auslöseabstand (Δy) angepaßt ist, daß einerseits die Reduzie­ rung des Restauslöseabstands (Δy) auf Null schnell erfolgt und andererseits der Antrieb bei erreichen der Auslösung mög­ lichst schnell abbremst.