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11Auslöserelais für Fehlerstromschutzschalter"
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Auslöserelais für Schutzschalter,
insbesondere für Fehlerstromschutzschalter, mit einem magnetischen Kreis, der aus
zwei ferromagnetischen Schenkeln mit dazwischenliegend angeordnetem Permanentqagneten
und einem federbelasteten Anker aufgebaut ist uWd auf einem Schenkel eine.Erregerwicklung
trägt.
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Derartige Auslöserelais sind in verschiedenen Ausführungen und mit
unterschiedlichen Empfindlichkeiten für Fehlerstromschutzschalter bekannt. Beispielsweise
ist in der DE-AS 1 563 695 ein als Auslöser dienender elektrischer Haltemagnet für
hochempfindliche Fehlerstromschutzschalter beschrieben, der aus zwei mit einer Erregerwicklung
versehenen Schenkeln und einem Anker aus magnetisch gut leitendem Werkstoff sowie
einem zwischen den Schenkeln liegenden Dauermagneten besteht und mit einem zwischen
Dauermagnet und Erregerwicklung angeordneten magnetischen Nebenschlußkörper versehen
ist. Die Schenkel sind dabei flache Platten, zwischen denen außer dem Dauermagneten
der magne-tische Nebenschlußkörper angeordnet ist, und an ihrer Außenseite befinden
sich magnetische Zusatzkörper. Alle Teile sind Xit durchgehenden Schrauben zusammengehalten.
Der federbel stete Anker klappt stirnseitig vor die beiden Schenkel und schließt
damit den magnetischen Kreis. Dieser Auslöser ist aufwendig in seiner Konstruktion
und das erforderlichelBearbeiten der Polflächen durch Feinschleifen ist teuer.
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ähnliche Konstruktionen für Auslöser sind in der DE-OS 20 00 138 und
DE-OS 25 29 221 beschrieben. Diese Auslöserelais sind noch aufwendiger in ihrer
Konstruktion und auch hierbei müssen die Polflächen zwischen dem Anker R nd dem
Magnetjoch feingeschliffen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preisgün tiges entfeinertes
Auslöserelais mit zweckentsprechend g'-wählten Bauteilen bei einfacher Montage zu
schaffen, d s insbesondere bei Fehlerstromschutzschaltern mit Hilfsenergie verwendet
werden soll, das aber auch als allgemeines Relais aufgrund eines elektrischen Impulses
oder bei Überschreiten eines elektrischen Ansprechwertes (Strom oder Spannung) einen
mechanischen Vorgang in einer Richtung durchführen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden
als zylindrisehe Körper ausgebildeten Schenkel mit ihrer Mantelfläche an jeweils
einer der Polflächen des i Permanentmagneten lediglich durch Magnetkraft gehalten
anliegen und dabei aufgrund ihrer Länge auf einer Seite über die Polflächen des
Permanentmagneten hinausragen, daß quer über die beiden so entstandenen freistehenden
zylindrischen Teile der Schenkel ein ebenfalls als Zylinder ausgebildeter Klappanker
gelegt ist, der einseitig über den einen als Lagerpunkt dienender Schenkel für den
Angriff einer Feder hinausragt und durch seine punktförmige Auflage der sich kreuzenden
Zylinder den magnetischen Kreis schließt und daß alle Teile in einem ihre funktionsmäßige
Bewegung freigebenden Gehäuse lediglich durch Einlegen gehalten sind.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß die verwendeten zylindrischen
Teile aus ferromagnetischem Material bereits als Rohmaterial eine hochwertige Oberfläche
aufweisen, so daß ein Bearbeiten der Polflächen beispielsweise durch Schleifen von
vornherein entfällt. Durch die punktförmige Auflage der sich kreuzenden Zylinder
wird eine eindeutige Berührung der Mantelflächen erreicht und auch beim Abrollen
des Klappankers auf dem einen Schenkel ergibt sich eine
einwandfreie
Lagerstelle. Die Erregerwicklung läßt sich als einfache Rundspule ohne einen zusätzlichen
Spulenkörper oder eine Bandage herstellen und auf die Schenkel aufstecken. Alle
Teile werden lose in das zweckentsprechend ausgebildete zweiteilige Gehäuse eingelegt
- Wurfmontage -und durch die Magnetkraft sowie durch das mit entsprechend angepaßten
Aussparungen versehene Gehäuse mit ausreichendem Spiel gehalten. Außerdem entsteht
an den punktförmigen Berührungsstellen des Klappankers mit den beiden Schenkeln
eine größere spezifische Belastung, so daß eine Verunreinigung durch einen Ol- oder
Fettfilm die Anspruch werte des Auslöserelais kaum verändert, während bei den bekannten
geschliffenen Polflächen eine derartige Verschmutzung der Berührugsflächen die Funktion
des Auslösers wesentlich beeinflußt. Ferner ist die Wahrscheinlichkeit einer Verunreinigung
der Polflächen durch kleine Festkörper bei der erfindungsgemäßen Lösung durch die
punktförmigen Berührungsflächen wesentlich kleiner als bei planen Polflächen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben und nachstehend anhand eines n der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die wesentlichen Bauteile
des Auslöserelais mit einem lediglich der Schnittebene der Fig. 2 entsprechend angedeuteten
Gehäuse, während Fig. 2 das Auslöserela s im Querschnitt in der Schwenkebene des
Klappankers zeigt.
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Fig. 3 stellt eine Variante der Fig. 2 in Teilansicht dar.
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Das Auslöserelais hat einen magnetischen Kreis mit zwei als zylindrische
Körper ausgebildeten Schenkeln 1 und die jeweils mit ihrer Mantelfläche la, 2a an
einer der beiden Polflächen 3N, 3S eines Permanentmagneten 3 anli egen. Die beiden
Schenkel aus ferromagnetischem Rundmat ial sind gegenüber den Abmessungen des Permanentmagneten
so abgelängt, daß freistehende Teile Ib, 2b entstehen. Que über diese freistehenden
Teile der Schenkel ist ein ebe -falls aus ferromagnetischem Rundmaterial hergestellter
mit einer Nut 4a versehener Klappanker 4 gelegt. An den Mantelflächen der Zylinder
entsteht damit eine nahezu punktförmige Berührung mit hoher Oberflächengüte der
Eienteile des magnetischen Kreises. In die Nut des Klappankers ist ein glatter Federdraht
5 eingelegt, der am gegenüberliegenden Ende eine Abwinkelung 5a aufweist und mittels
einer Schraube 6 in seiner den Klappanker beeinflussenden Federkraft einstellbar
ist. Der Klappanker ist dabei so bemessen, daß sein über den Lagerpunkt lc hinausragendes
freistehendes Ende 4b etwa die gleiche Länge hat wie der über die beiden Schenkel
reichende auf der anderen Seite des Lagerpunktes befindliche Teil 4c. Hierdurch
wird eine etwa gleiche Massenverteilung des Klappankers erreicht und das Auslöserelais
ist weitgehend erschütterungsfrei.
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Auf dem Schenkel 2 ist lose eine Erregerwicklune 7 aufgesteckt, die
bei geeigneter Erregung den magnetischen Fluß des Permanentmagneten teilweise aufhebt,
wodurch die am anderen freien Ende des Klappankers angreifende Federkraft der magnetischen
Haltekraft überwiegt und der Anker abfällt.
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Die Bauteile 1 bis 7 werden in einem aus Isolierstoff bestehenden
Gehäuse 8 gehalten, welches aus einem Unter teil 8a und einem Deckel 8b besteht,
die nach der Montage
des Auslöserelais in nicht näher dargestellter
Weise miteinander verbunden werden. Wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich
ist, sind im Unterteil Aussparungen für die beiden Schenkel 1, 2 nebst der Erregerwicklung
7 und den Permanentmagneten 3 vorhanden, so daß diese Teile nach dem Einlegen in
der vorbeschriebenen Weise einander berühren können. Auch für den Klappanker 4 ist
im Unterteil eine Aussparung vorgesehen, die seine möglichen Bewegungsrichtungen
im wesentlichen vorbestimmt. Der Federdraht 5 wird an der Abwinkelung 5a im Gehäuse
festgehalten und auf seinem Längsumfang in einem Schlitz geführt. Da der Federdraht
in die Nut am freistehenden Ende 4b des Klappankers eingreift und diese zentriert,
ist auch die Lage des Klappankers in seiner Längsachse vorbestimmt. Im Deckel sind
eine Gewindebohrung für die Schraube 6 und eine Bohrung für einen oberhalb des Klappankers
angeordneten Einschaltknopf vorgesehen. Außerdem ist der Deckel mit entsprecheqd
angepaßten die Bauteile von oben zentrierenden Vorsprüngen versehen.
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Zusätzlich besteht im Gehäuseunterteil die Möglichkeit, in quer zu
den Schenkeln verlaufende Aussparungen Sisenrückschlüsse 10 einzulegen. Diese dienen
als direkter Rückschluß für den Magneten, so daß der Klappanker nur im Nebenschluß
hierzu arbeitet. Außerdem besteht durch geeignete Materialwahl für die Rückschlüsse
die Möglichkeit der Temperaturkompensation des Permanentmagneten.
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Die Wirkungsweise des Auslöserelais ist ähnlich wie bei den bekannten
Auslösern. Der Permanentmagnet hält mit seine Polflächen die beiden Schenkel und
durch die magnetisch IIaltekraft den Klappanker ohne Luftspalt in der in den Fig.
gezeigten Stellung. Fließt nun durch die Erregerwi
lung ein Strom
von bestimmter Stärke und Richtung, so entsteht ein dem Fluß des Permanentmagneten
engegenwirkender magnetischer Fluß und der Klappanker schwenkt unter dem Einfluß
des Federdrahtes 5 um den Lagerpunkt lc. Das fr istehende Ende 4b des Klappankers
macht dabei in Richtun des Pfeiles 11 eine Schwenkbewegung, die mechanisch auf die
Verklinkung eines Schaltschlosses oder einen Kontak thebel einwirkt. Die Rückstellung
erfolgt durch den Einschaltknopf 9 von Hand oder automatisch durch die Auslösebewegungen
des entklinkten Schlosses.
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Das Gehäuse kann ohne zusätzlichen Aufwand um eine zwischen den beiden
Schenkeln gedachte senkrechte Symmetrieebene spiegelbildlich aufgebaut sein, so
daß ohne Schwierigkeiten auch eine spiegelbildliche Montage der Bauteile des magnetischen
Kreises durchgeführt werden kann. Dies hat den Vorteil, daß die Auslösebewegung
des Klappankers unterschiedlichen Forderungen leichter angepaßt werden kann. Bei
einer Variante des Auslöserelais gemäß Fig. 3 ist es sogar leicht möglich, ein thermisch
belastetes Bimetall 12 auf den K appanker einwirken zu lassen. Durch Reihenschaltung
der Er regerwicklung mit dem Bimetall und einer durch den Klap anker betätigten
Kontaktstelle 14 oder 14a entsteht damit ein Schutzschalter mit thermischer und
magnetischer Ans'rechgrenze in kleinster Bauweise. Wenn die elektrischen Anschlüsse
über Lötstifte 13 aus dem Gehäuse herausgeführ sind, so eignet sich ein derartiger
Schutzschalter auch für den Einbau auf Leiterplatten.
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9 Seiten Beschreibung 8 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung mit 3 Fig.
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