DE68920538T2 - Ferngesteuerter Schutzschalter. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen ferngesteuerten Überlastschalter und insbesondere einen ferngesteuerten Überlastschalter mit einem verbesserten Hochfrequenz-Kontaktierungs/Unterbrechungs-Vorgang.
• Fig. 11 ist ein schematisches Schaltkreisdiagramm und zeigt einen herkömmlichen Treiberschaltkreis für einen dreiphasigen Induktionsmotor M. Eine Wechselspannung wird dem Motor M mittels einer elektrischen Energieversorgungsleitung (nicht dargestellt) über einen herkömmlichen Überlastschalter 1 und ein magnetisches Schaltschütz 2 zugeführt, welche in Serienschaltung miteinander verbunden sind. Der Überlastschalter 1 ist primär dafür vorgesehen, den Motor M und Verbindungsdrähte 4 vor Hitzeschäden aufgrund eines Kurzschlußes oder einer Überlast zu schützen. Da die nominale Lebensdauer der Kontakte des herkömmlichen Überlastschalters 1 für gewöhnlich unter 10.000 Schaltzyklen liegt, ist der Überlastschalter 1 nicht dafür geeignet, seine Kontakte mit hoher Frequenz zu schließen oder zu öffnen. Weiterhin ist es schwierig, einen ferngesteuerten Betrieb des Überlastschalters 1 zu ermöglichen.
• Andererseits ist das magnetische Schaltschütz 2 dafür geeignet, seine Kontakte mit ziemlich hoher Frequenz zu schließen oder zu öffnen. Wenn nur das magnetische Schaltschütz dafür verwendet werden würde, den Motor M zu betreiben, ohne den in Serie hinzugeschalteten Überlastschalter 1 zu verwenden, kann ein Verschweißen der Kontakte in dem magnetischen Schaltschütz 2 auftreten, wenn ein hoher Strom durch die Kontakte als Ergebnis beispielsweise eines Kurz schlußes fließt, was das magnetische Schaltschütz 2 wertlos macht. Aus den oben erwähnten Gründen sind der Überlastschalter 1 und das magnetische Schaltschütz 2 in Serie miteinander verbunden, so daß sowohl eine Unterbrechungsfunktion in Antwort auf einen überhohen Strom als auch eine hochfrequente Schließ/Öffnungsfunktion realisiert wird, welche einer Fernsteuerung zugänglich ist.
• Wie in Fig. 12 gezeigt, sind sowohl der Überlastschalter 1 als auch das magnetische Schaltschütz 2 üblicherweise an einem gemeinsamen Gehäuse 3 befestigt, um eine Schutz- und Steuereinheit zu bilden.
• Da jedoch der Überlastschalter 1 und das magnetische Schaltschütz 2 separate Einheiten sind, sind viele Verbindungsdrähte 4 in dem Gehäuse 3 notwendig. Um ausreichend Raum zu schaffen, um die beiden Geräte (den Überlastschalter 1 und das magnetische Schaltschütz 2), die Verbindungsdrähte 4 und verschiedene Drahtverbindungsvorrichtungen aufzunehmen, muß das Gehäuse 3 in nachteiliger Weise groß sein.
• Die US-A 4,631,507 offenbart eine Schaltvorrichtung mit Kontakten, welche entweder von einem Anker eines fernsteuerbaren Elektromagnetes oder von einer Auslösevorrichtung betätigt werden. Der Mechanismus zur Übertragung der Bewegung des Ankers ist jedoch unabhängig von demjenigen zur Übertragung der Bewegung von der Auslösevorrichtung an die Kontakte angeordnet und jeder Mechanismus ist als eine Einheit in einem Gehäuse zusammengeführt. Der Aufbau dieser Schaltvorrichtung ist daher kompliziert und die Schaltvorrichtung ist nach wie vor nicht so kompakt wie möglich.
• Die EP-A-108 678 beschreibt einen Schaltkreisunterbrecher, der in einem gegossenen Gehäuse angeordnet ist, und eine Unterbrechungseinheit und eine Fernsteuereinheit aufweist, die hieran angekoppelt ist, um den Schwingvorgang eines bistabilen Kontaktes in der Unterbrechereinheit zu steuern. Dieser Schaltkreisunterbrecher ist jedoch für Niederspannung-Anwendungsfälle und somit bei Problemen betreffend ferngesteuerte Überlastschalter nicht anwendbar, mit welchen sich die vorliegende Erfindung befaßt.
• Das DE-U-87 05 806 zeigt einen Schaltkreisunterbrecher mit einer elektromagnetischen Antriebsvorrichtung zum Schalten eines Stromes unter normalen Lastbedingungen und einem Auslösemechanismus zum Schalten von Überströmen.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen ferngesteuerten Überlastschalter zu schaffen, der eine Unterbrechungsfähigkeit für einen hohen Strom hat und eine Fähigkeit zur sehr häufigen Herstellung/Unterbrechung des Kontaktes für einen gewöhnlichen Strom innerhalb eines klein bauenden einzigen integrierten Gehäuses hierfür hat. Mit anderen Worten, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Funktion eines magnetischen Schaltschützes in einer kompakten Einheit vorzusehen, welche einfach in den Überlastschalter eingefügt werden kann.
• Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erzielt.
• Mit anderen Worten, ein ferngesteuerter Überlastschalter gemäß der vorliegenden erfindung weist auf:
• ein Gehäuse;
• einen festen Kontakt, der fest am Gehäuse befestigt ist;
• einen bewegbaren Kontakt, der bewegbar am Gehäuse befestigt ist, um sich in und außer Kontakt zu dem festen Kontakt zu bewegen;
• eine elektromagnetische Einheit, die aufweist: einen kanalförmigen Magnetrahmen, der zwei gegenüberliegende Endflächenabschnitte aufweist und fest am Gehäuse befestigt ist, eine im Magnetrahmen befestigte zylindrische elektromagnetische Spule, einen E-förmigen festen Eisenkern, dessen zentraler Schenkel von einer Seite der elektromagnetischen Spule her in die elektromagnetische Spule eingefügt ist und dessen beide Seitenschenkel von der einen Seite her über zwei Öffnungen der Endflächenabschnitte in den Magnetrahmen eingefügt sind, um dadurch am Magnetrahmen befestigt zu sein, einen E-förmigen beweglichen Eisenkern, dessen zentraler Schenkel über eine Öffnung des Magnetrahmens von der anderen Seite der elektromagnetischen Spule her in die elektromagnetische Spule eingefügt ist und dessen beide Seitenschenkel von der anderen Seite her über die Öffnung des Magnetrahmens in den Magnetrahmen eingefügt sind, um dadurch bezüglich des Magnetrahmens bewegbar zu sein, einen Übertragungshebel, der gelenkig am Gehäuse befestigt ist, um eine Bewegung des bewegbaren Eisenkerns zu einem Steuerhebel zu übertragen, einen Halter, der von einem Endteil des Übertragungshebels gehalten wird, um den bewegbaren Eisenkern in und außer Kontakt zu dem festen Eisenkern zu halten, und eine Federeinrichtung, die den bewegbaren Eisenkern vom festen Eisenkern wegdrückt;
• den Steuerhebel, der gelenkig am Gehäuse befestigt ist, um den bewegbaren Kontakt in und außer Kontakt zu dem festen Kontakt zu bewegen;
• eine einen Betätigungsgriff aufweisenden Betätigungseinrichtung zum freigebbaren Halten des Steuerhebels, wobei die Betätigungseinrichtung ein Kippglied bildet und den Steuerhebel in einer Position hält, die geeignet ist, den bewegbaren Kontakt außer Kontakt zu dem festen Kontakt zu bewegen, wenn sich der Betätigungsgriff in einer ersten Position befindet, und zum Freigeben des Steuerhebels, um eine vorbestimmte Drehung desselben zu erlauben, wenn sich der Betätigungsgriff in einer zweiten Position befindet; und
• eine Überstrom-Auslöseeinheit, die eine derartige Ansteuerung der Betätigungseinrichtung und des Steuerhebels bewirkt, daß der bewegbare Kontakt außer Kontakt zu dem festen Kontakt bewegt wird, wenn durch den Überlastschalter ein einen vorbestimmten Wert übersteigender Strom fließt.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
• Nachfolgend erfolgt eine detaillierte aber dennoch illustrativ zu verstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung zu sehen ist, in der:
• Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht eines ferngesteuerten Überlastschalters gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wobei ein Betätigungsgriff in der AUS-Position und ein Fernsteuerungsbefehl ebenfalls in einem AUS-Zustand ist;
• - Fig. 2 eine Draufsicht auf den Überlastschalter ist, wobei die obere Abdeckung teilweise entfernt ist;
• Fig. 3 eine Ansicht von unten auf den Überlastschalter ist, wobei die untere Abdeckung teilweise entfernt ist;
• Fig. 3(a) eine Innenansicht von Hauptteilen des Überlastschalters in einem AUS-Zustand ist;
• Fig. 4 eine Innenansicht von Hauptteilen des Überlastschalters ist, wobei der Betätigungsgriff in der AUTO-Position ist und ein Fernsteuerungsbefehl in einem AUS-Zustand ist;
• Fig. 5 eine Innenansicht von Hauptteilen des Überlastschalters ist, wobei der Betätigungsgriff in der AUTO-Position ist und ein Fernsteuerungsbefehl in einem EIN-Zustand ist;
• Fig. 6 eine Innenansicht ist und Hauptteile des Überlastschalters in einem Auslösezustand zeigt,
• Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von Bauteilen einer elektromagnetischen Einheit in Fig. 1 ist;
• Fig. 8 eine Seitenansicht ist, die die elektromagnetische Einheit in Fig. 1 zeigt;
• Fig. 9 eine Querschnittsdarstellung entlang Linie IX-IX in Fig. 8 ist;
• Fig. 10 eine perspektivische Darstellung ist, die einen beweglichen Leiter, eine Zugfeder, einen Halter und eine Querstange in dem Überlastschalter der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 11 eine schematische Darstellung ist, welche den herkömmlichen Treiberschaltkreis für den dreiphasigen Induktionsmotor zeigt; und
• Fig. 12 eine Draufsicht ist, welche den Überlastschalter und das magnetische Schaltschütz zeigt, die an dem Gehäuse angeordnet sind.
• Es versteht sich, daß einige oder alle der Figuren schematische Darstellungen zum Zwecke der Illustration sind und nicht notwendigerweise die tatsächlichen relativen Größen oder Anordnungen der gezeigten Elemente darstellen.
• In Fig. 1 weist ein Gehäuse 5 eine vordere Abdeckung 5a, eine Basis 5b und eine hintere Abdeckung 5c auf. Ein Anschluß 6 auf der Energiequellenseite ist in der Basis 5b festgelegt und weist eine Schraube 7 auf. Ein fester Leiter 8, von dem ein Ende mit dem Anschluß 6 mittels einer Schraube 7a verbunden ist, ist unter der Basis 5b als Leiter der Energieversorgungsseite gehalten. Ein fester Kontakt 9 der Energieversorgungsseite ist an dem anderen Ende des festen Leiters 8 befestigt. Ein beweglicher Leiter 10, der beweglich in dem Gehäuse 5 gehalten ist, weist ein Paar von beweglichen Kontakten 11 und 12 auf. Der bewegliche Kontakt 11 ist so angeordnet, daß er Kontakt mit dem festen Kontakt 9 macht, und der bewegliche Kontakt 12 ist so angeordnet, daß er Kontakt mit einem festen Kontakt 16 macht, der an einem festen Leiter 17 der Lastseite befestigt ist. Der bewegliche Leiter 10 wird von einem Halter 13 aus isolierendem Material gehalten. Eine Querstange 14 ist angeordnet, um über die beweglichen Halter 10 aller Phasen zu verlaufen, wodurch die beweglichen Leiter 10 überbrückt werden. Der Halter 13 ist gleitbeweglich in einer Ausnehmung 14a der Querstange 14 eingesetzt. Eine Druckfeder 15, welche in einer Bohrung 5d der hinteren Abdeckung 5c angeordnet ist, spannt den beweglichen Leiter nach oben, wodurch Kontakt zwischen den festen Kontakten 9 und 16 und den beweglichen Kontakten 11 und 12 erfolgt. Fig. 10 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt den detaillierten Aufbau des beweglichen Leiters 10, des Halters 13, der Querstange 14 und der Druckfeder 15. In Fig. 1 sind Lichtbogen-Löschkammern 18A und 18B rechts und links vom Halter 13 angeordnet. Jede der Lichtbogen-Löschkammern 18A und 18B weist ein Paar von isolierenden dünnen Platten 18a (Fig. 3), eine Ausstoßplatte 18b (Fig. 3) und ein Mehrzahl von Gittern 18c auf, welche von den isolierenden Platten 18a und der Ausstoßplatte 18b umfaßt sind. Die Gitter 18c sind aus einem weichmagnetischen Material, beispielsweise sind es Eisenplatten. Ein Ausstoßkanal 19 (Fig. 1 oder 3), der von der Basis 5b und der hinteren Abdeckung 5c gebildet wird, steht mit einem Paar von Auslässen 20 in Verbindung, welche in den rechten und linken Enden der Basis 5b in Fig. 1 ausgebildet sind. Ein Metallfinger 21, der gleitbeweglich von der hinteren Abdeckung 5c gehalten ist, wird von einer Feder 22 in Fig. 1 nach rechts vorgespannt. Die oben erwähnten Teile 8 bis 17 bilden ein Kontaktteil in einem Raum, der von der Basis 5b und der hinteren Abdeckung 5c unterteilt wird. Die Querstange 14 wird von einem Steuerhebel 63 und einer Überstrom-Auslöseeinheit 400 innerhalb eines Raums 23 betätigt.
• In einer vorderen und Energieversorgungsseite des Überlastschalters ist eine elektromagnetische Einheit 200 an der Basis 5b durch eine Schraube 24 befestigt. Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt die Einzelteile der elektromagnetischen Einheit 200. Fig. 8 ist eine Seitenansicht und zeigt die elektromagnetische Einheit 200 und Fig. 9 ist eine Querschnittsdarstellung entlang Linie IX-IX in Fig. 8. In Fig. 7 weist die elektromagnetische Einheit 200 einen kanalförmigen Magnetrahmen 25, eine zylindrische elektromagnetische Spule 26, einen E-förmigen festen Eisenkern 28, ein Paar von elastischen Bauteilen (z.B. ein Paar von Federn) 29, einen E-förmigen beweglichen Eisenkern 30, einen Halter 31, einen Übertragungshebel 34 und ein Paar von Zugfedern 36 auf. Die elektromagnetische Spule 26 ist in den Innenraum des kanalförmigen Magnetrahmens 25 eingesetzt. Jeder Seitenschenkel 28a und 28c des festen Eisenkerns 28 weist an einem Endteil hiervon eine Abschattungsspule 27 auf. Ein mittiger Schenkel 28b des festen Eisenkerns 28 ist nach unten in eine Öffnung 26a der elektromagnetischen Spule 26 eingeführt und die beiden Seitenschenkel 28a und 28c sind nach unten in ein Paar von Öffnungen 25b eingeführt, welche in einem Paar von gegenüberliegenden Endflächenabschnitten 25a des Magnetrahmens ausgebildet sind. Ein elastisches Bauteil 29, wie beispielsweise eine Feder, ist zwischen jedem vorspringenden Teil 28d des festen Eisenkerns 28 und zwischen jedem Endflächenabschnitt 25a des Magnetrahmens 25 angeordnet, um zu verhindern, daß der feste Eisenkern 28 aus dem Magnetrahmen 25 herausgerät und um Stöße zu absorbieren, die durch Anziehen des beweglichen Eisenkerns 30 verursacht werden. Eine Abnutzung der Polflächen des beweglichen Eisenkerns und des festen Eisenkerns wird hierdurch verringert. Der bewegliche Eisenkern 30 weist Schenkel 30a, 30b und 30c auf. Der mittige Schenkel 30b ist nach oben in die Öffnung 26a der elektromagnetischen Spule 26 durch eine Öffnung 25d des Magnetrahmens 25 eingeführt und die anderen Seitenschenkel 30a und 30c sind nach oben in die Öffnung 25d eingeführt. Der bewegliche Eisenkern 30 ist an dem Halter 31 mittels eines Anschlags 32 befestigt. Ein Paar von Lagerteilen 31a ist an beiden Enden des Halters 31 vorgesehen und diese Lagerteile 31a sind drehbeweglich durch ein Paar von Lagerteilen 34a des Übertragungshebels 34 mittels eines Paars von Bolzen 33 gehalten. Der Übertragungshebel 34 ist schwenkbeweglich von dem Magnetrahmen 25 mittels einer Welle 35 gehalten, wodurch der bewegliche Eisenkern 30 gegenüber dem festen Eisenkern 28 beweglich nach oben und unten gehalten ist. In Antwort auf einen Zustand, ob die elektromagnetische Spule 26 erregt ist oder nicht, wird der bewegliche Eisenkern 30 an den festen Eisenkern 28 angezogen oder hiervon freigegeben, wodurch nach oben und unten gerichtete Bewegungen des beweglichen Eisenkerns 30 erzeugt werden. Diese nach oben und unten gerichteten Bewegungen des beweglichen Eisenkerns 30 werden dem Steuerhebel 63 (Fig. 1) über den Übertragungshebel 34 übertragen. Ein Paar von Zugfedern 36 zwischen den entsprechenden Vorsprüngen 34b des Übertragungshebels 34 und entsprechenden Vorsprüngen 25c des Magnetrahmens 25 bewegen den beweglichen Eisenkern 30 von dem festen Eisenkern 28 weg.
• Ein Paar von Hilfsschaltern 37 und 38 ist mittels Schrauben 39 und 40 an dem Magnetrahmen 25 festgelegt. Ein Paar von Vorsprüngen 31b des Halters 31 ist vorgesehen, um in Anlage mit Schaltteilen 37a bzw. 38a zu geraten. In Antwort auf die Bewegung des beweglichen Eisenkerns 30 werden die entsprechenden Schaltteile 37a und 38a betätigt, wodurch in den Hilfsschaltern 37 und 38 ein Kontakt gemacht oder unterbrochen wird.
• Da der Übertragungshebel 34 außerhalb des Magnetrahmens 25 angeordnet ist, wird die Größe der elektromagnetischen Einheit 200 klein. Nebenbei, da die elektromagnetische Einheit 200 in einer kompakten Einheit ausgestaltet ist, wie in den Figuren 8 und 9 gezeigt, wird die Handhabung der elektromagnetischen Einheit 200 einfach und ihre Anordnung an der Basis 5b (Fig. 1), beispielsweise in einer automatischen Zusammenbauanlage, läßt sich leicht durchführen. Da die Hilfsschalter 37 und 38 an einer äußeren Oberfläche des Magnetrahmens 25 angeordnet sind, läßt sich das Anbringen der Hilfsschalter 37 und 38 ebenfalls einfach durchführen.
• Ein Anschlußblock 41 weist eine Mehrzahl von Anschlüssen 42 hierin auf und eine Mehrzahl von Schrauben 43 zum Anschluß äußerer Drähte (nicht dargestellt) ist vorgesehen. Einige der Anschlüsse 42 sind mit den Hilfsschaltern 37 und 38 über Leitungen 44 (Fig. 1) verbunden und die verbleibenden Anschlüsse 42 sind mit der elektromagnetischen Spule 26 direkt und über einen Grenzschalter 45 verbunden. Dies heißt, daß der Grenzschalter 45 und die elektromagnetische Spule 26 der elektromagnetischen Einheit 200 in Serie miteinander verbunden sind. Der Grenzschalter 45 ist an dem Magnetrahmen 25 durch Schrauben 46 befestigt. Die Schrauben 43 sind durch eine Öffnung 47 (Fig. 1) in der vorderen Abdeckung 5a zugänglich, um den Anschluß von externen Drähten zu ermöglichen. Der Anschlußblock 41 ist an dem Magnetrahmen 25 durch Schenkelbauteile 41a verbunden. Der Anschlußblock 41 ist für gewöhnlich mit einer Anschlußabdeckung 48 (Fig. 1) bedeckt, um gefährlichen Kontakt zu verhindern.
• In dem vorderen Mittelteil des Überlastschalters gemäß Fig. 1 ist eine Betätigungsmechanismus-Einheit 300 angeordnet. Ein Rahmen 49 ist an der Basis 5b mittels einer Schraube 49a befestigt. Der Betätigungsgriff 50, der von einer Öffnung 52 aus vorsteht, ist drehbar an dem Rahmen 49 mittels eines Zapfens 51 gehalten. Ein innerer Vorsprung 50a des Betätigungsgriffes 50 ist mit einem Ende eines Verbindungsteils 54 mittels eines Zapfens 53 verbunden, wodurch ein Kniehebel-Verbindungsmechanismus gebildet wird. Eine Rolle 55 ist drehbar an dem anderen Ende des Verbindungsteil 54 angeordnet. Ein Hebel 56 ist schwenkbeweglich an dem Rahmen 49 mittels des Zapfens 51 angeordnet. Ein unteres Ende des Hebels 56 steht mit einem Riegelhebel 57 in Eingriff. Der Riegelhebel 57 ist schwenkbeweglich an dem Rahmen 49 mittels eines Zapfens 58 angeordnet und wird durch eine (nicht dargestellte) Torsionsfeder entgegen Uhrzeigersinn vorgespannt. Ein Auslöser 59 ist schwenkbeweglich an dem Rahmen 49 mittels eines Zapfens 60 angeordnet und wird durch eine (nicht dargestellte) Torsionsfeder für eine Drehung in Uhrzeigersinn vorgespannt, so daß er in Anlage mit dem Riegelhebel 57 ist. Eine Schubplatte 61 ist beweglich in jeweils U-förmigen Ausnehmungen 49b des Rahmens 49 in Richtung nach oben und unten angeordnet. Die Schubplatte 61 wird durch eine Zugfeder 62 nach oben vorgespannt. Die Rolle 55 sitzt auf einem oberen Ende der Schubplatte 61 auf und der Hebel 56 ist in Anlage mit der Rolle 55. Der Steuerhebel 63 ist schwenkbeweglich an dem Rahmen 49 mittels eines Zapfens 64 angeordnet. In Fig. 5 ist ein Ende 63a des Steuerhebels 63 in Anlage mit der Querstange 14 und das andere Ende 63b hiervon ist in Anlage mit einem Anlageteil 34c des Übertragungshebels 34. Ein Randteil 63c des Steuerhebels 63 ist innerhalb einer Bohrung 63a der Schubplatte 61 so angeordnet, daß es dem Steuerhebel 63 erlaubt ist, nur innerhalb eines bestimmten Winkelbereiches zu drehen. In dem Zustand von Fig. 1, nämlich der AUS-Position des Betätigungsgriffes 50 wird das rechte Ende 63b des Steuerhebels 63 durch die Zugfeder 62 über die Schubplatte 61 angehoben. Da die auf den beweglichen Leiter 10 durch die Zugfeder 62 aufgebrachte Kraft größer ist als diejenige von der Druckfeder 15, wird der Steuerhebel 63 in dem Zustand von Fig. 1 gehalten. Somit sind die beiden beweglichen Kontakte 11 und 12 von den festen Kontakten 9 und 16 abgehoben. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Spalt zwischen dem Ende 63b des Steuerhebels 63 und im Anlageteil 34c des Übertragungshebels 34, wie in Fig. 1 gezeigt.
• In Richtung der Vorderseite der Lastseite des Überlastschalters ist eine Überstrom-Auslöseeinheit 400 mit einem Bimetall und einem tauchkolbenförmigen Elektromagneten vorgesehen. Der feste Leiter 17 der Lastseite ist an einem Ende 65a eines ersten Joches 65 mittels einer Schraube 66 festgelegt und das erste Joch 65 weist das hieran angeschweißte Bimetall 67 und eine Einstellschraube 68 auf. In einer Spule 69 sind ein hohler Kern 70, der an dem ersten Joch 65 festgelegt ist, und ein Tauchkolben 71 angeordnet. Der Tauchkolben 71 wird durch eine Druckfeder 72 in eine nach oben gerichtete Bewegung vorgespannt. Ein oberes Endteil 71a des Tauchkolbens 71 ist in Eingriff mit einer Bohrung 59a des Auslösers 59. Wenn der Tauchkolben 71 von dem Kern 70 angezogen wird, wird der Auslöser 59 entgegen der Torsionsfeder (nicht dargestellt) gedreht. Ein Stab 73 ist so angeordnet, daß er durch den Hohlraum des Kerns 70 und eine Öffnung 74 der Basis 5b verläuft. Wenn der Tauchkolben 71 an den Kern 70 angezogen wird, senkt sich der Stab 73 durch eine Ausnehmung 14a der Querstange 14 ab und schlägt auf den Halter 13 auf, wodurch der Kontakt zwischen den Kontakten 9 und 11 und zwischen den Kontakten 16 und 12 unterbrochen wird. Ein zweites Joch 75 ist an dem ersten Joch 65 festgelegt. Ein Ende einer Wicklung 76 ist mit einem oberen Endteil des Bimetalls 67 über einen flexiblen Kupferdraht 77 verbunden und das andere Ende hiervon ist mit einem Anschluß 78 an der Lastseite verbunden. Der Anschluß 78 weist eine Schraube 79 zum Festlegen einer externen Verdrahtung (nicht dargestellt) auf. Ein Betätigungsglied 80 ist schwenkbeweglich an dem ersten Joch 65 mittels eines Zapfens 81 angeordnet und durch eine (nicht dargestellte) Feder für eine Drehung entgegen Uhrzeigersinn vorgespannt. Ein Armteil 80a des Betätigungsgliedes 80 ist vorgesehen, mit dem Auslöser 59 in Anlage zu geraten. Durch variieren der Breite eines Spaltes A zwischen dem oberen Endteil des Bimetalls 67 und dem gegenüberliegenden Betätigungsglied 80 kann die Verzögerungszeit zur Auslösung des Überlastschalters eingestellt werden. Der Spalt A wird größer oder kleiner gemacht, indem die Einstellschraube 68 gedreht wird.
• Nachfolgend wird die Arbeitsweise des geschilderten Überlastschalters beschrieben.
• In dem AUS-Zustand des Überlastschalters gemäß den Figuren 1 bis 3 und 3a werden, wenn der Betätigungsgriff 50 nach rechts geschoben wird, um ihn hierdurch in die AUTO- Position zu setzen, das Verbindungsteil 54 und der Betätigungsgriff 50 in einer annähernd geraden Linie angeordnet, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Schubplatte 61 wird hierdurch gegen eine Kraft der Feder 62 (Fig. 1) abgesenkt und der Randteil 63c des Steuerhebels 63 gerät in eine relativ hohe Position in der Bohrung 61a der Schubplatte 61. Demzufolge wird der Steuerhebel 63 aus einem Zustand freigegeben, in dem eine Drehung in Uhrzeigersinn durch das Vorhandensein einer unteren Oberfläche der Bohrung 61a behindert wird. Im Ergebnis erhält der Steuerhebel 63 die Kraft der Feder 15 über die Querstange 14 und wird hierdurch in Uhrzeigerrichtung gedreht. Wenn der Steuerhebel 63 an dem Übertragungshebel 34 anschlägt, wird eine Drehung des Steuerhebels 63 durch die Zugfeder 36 angehalten, welche den Übertragungshebel 34 in Uhrzeigerrichtung vorspannt. Dies deshalb, als die Kraft der Feder 36 so gewählt wird, daß sie größer ist als diejenige der Feder 15. Zu diesem Zeitpunkt wird es dem beweglichen Leiter 10 ermöglicht, sich leicht anzuheben aufgrund der oben erwähnten Drehung in Uhrzeigerrichtung des Steuerhebels 63. Im Ergebnis wird ein Abstand zwischen dem festen Kontakt 9 (oder 16) und dem beweglichen Kontakt 11 (oder 12) gegenüber dem Zustand der Figuren 1 und 3a etwas verringert.
• In der AUTO-Position des Betätigungsgriffes 50 gemäß Fig. 4 wird, wenn die elektromagnetische Einheit 200 nicht erregt wird, der Grenzschalter 45 (Fig. 7) durch Erhalt einer Bewegung der Schubplatte 61 betätigt, so daß eine Kontaktgabe hierin erfolgt.
• Wenn eine Spannung dem Anschluß 42 (Fig. 1) zugeführt wird, wird die Spule 26 erregt und der bewegliche Eisenkern 30 wird von dem festen Eisenkern 28 angezogen. Wenn sich der bewegliche Eisenkern 30 bewegt, dreht sich der Übertragungshebel 34 entgegen Uhrzeigersinn entgegen der Kraft der Zugfeder 36, so daß der Steuerhebel 63 freigegeben wird. Daher hebt sich der bewegliche Leiter 10 durch Ausdehnung der Druckfeder 15 an und die beweglichen Kontakte 11 und 12 machen Kontakt mit den festen Kontakten 9 und 16. Dieser Zustand ist in Fig. 5 dargestellt. In diesem Zustand drückt ein Paar der Vorsprünge 31b (Fig. 7) des Halters 31 die Schaltteile 37a und 38a (Fig. 7), so daß die Kontakte in den Hilfsschaltern 37 und 38 betätigt werden. Zu der Zeit, zu der der bewegliche Eisenkern 30 an dem festen Eisenkern 28 anschlägt, wird der Stoß von dem elastischen Bauteil 29 absorbiert.
• Wenn in Fig. 5 die dem Anschluß 42 (Fig. 1) zugeführte Spannung weggenommen wird, trennt sich der bewegliche Eisenkern 30 von dem festen Eisenkern 28 aufgrund der Kraft der Zugfeder 36. Weiterhin wird der Steuerhebel 63 durch Empfang eines Drehmomentes vom Übertragungshebel 34, der von der Zugfeder 36 vorgespannt ist, entgegen Uhrzeigersinn gedreht. Da die Kraft zum Drehen des Steuerhebels 63 größer ist, als die Kraft, die aufgrund der Feder 15 auf den beweglichen Leiter 10 einwirkt, schiebt ein Ende 63a des Steuerhebels 63 die Querstange 14, so daß der Kontakt zwischen den festen Kontakten 9 und 16 und den beweglichen Kontakten 11 und 12 unterbrochen wird. Somit kehrt der Überlastschalter in den Zustand gemäß Fig. 4 zurück. Gemäß des oben beschriebenen Ablaufes wird das Öffnen/Schließen der Kontakte ferngesteuert durchgeführt (d.h. Spannung wird zugeführt oder nicht), indem die Zustände der Figuren 4 und 5 ohne Betrieb der Betätigungsmechanismus-Einheit 300 wiederholt durchgeführt werden.
• In dem Zustand gemäß Fig. 5 fließt ein Strom vom Anschluß 6 (Fig. 1) der Energieversorgungsseite zum Anschluß 78 (Fig. 1) der Lastseite durch den festen Leiter 8, den festen Kontakt 9, den beweglichen Kontakt 11, den beweglichen Leiter 10, den beweglichen Kontakt 12, den festen Kontakt 16, den festen Leiter 17, das erste Joch 65 (Fig. 1), das Bimetal 67 (Fig. 1), den flexiblen Kupferdraht 7 (Fig. 1) und die Spule 76 (Fig. 1),und zwar in dieser Reihenfolge.
• Nachfolgend wird der Auslösevorgang von dem Zustand gemäß Fig. 1 (ferngesteuert-EIN) zu dem Zustand von Fig. 6 (ausgelöst) beschrieben. Wenn in dem Zustand von Fig. 5 ein Überstrom durch den Überlastschalter fließt, biegt sich das Bimetall 67 (Fig. 1) nach rechts und schiebt das Betätigungsglied 80 (Fig. 1). Der Auslöser 59 wird hierdurch gegen die Kraft der (nicht dargestellten) Torsionsfeder entgegen Uhrzeigersinn gedreht und der Regelhebel 57 wird gegen die Kraft der (nicht dargestellten) Torsionsfeder in Uhrzeigerrichtung gedreht. Wenn der Hebel 56 außer Eingriff mit dem Riegelhebel 57 durch Drehen des Riegelhebels 57 gerät, ist es der Rolle 55 und dem Hebel 56 möglich, sich nach links zu bewegen. Daher schiebt die Schubplatte 61, welche von der Zugfeder 62 (Fig. 1) nach oben gezogen wird, die Rolle 55 und den Hebel 56 zur Seite und steigt hoch, wodurch eine Drehung entgegen Uhrzeigerrichtung des Steuerhebels 63 gegen die Kraft der Druckfeder 15 bewirkt wird. Demzufolge trennen sich die beweglichen Kontakte 11 und 12 von den festen Kontakten 9 und 16. Der sich ergebende Zustand ist in Fig. 6 gezeigt. In diesem Zustand ist ein Abstand zwischen dem festen Kontakt 9 (oder 16) und dem beweglichen Kontakt 11 (oder 12) größer als in dem Zustand von Fig. 4. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist der Betätigungsgriff 50 nach dem Auslösevorgang in einer mittleren Position ausgerichtet, wodurch eine Bedienungsperson darüber informiert wird, daß der Überlastschalter ausgelöst hat.
• Wenn die Schubplatte 61 ansteigt, wird der Grenzschalter 45 (Fig. 7) betätigt und unterbricht seinen Kontakt. Eine Erregung der Spule 26 wird hierdurch unterbrochen, und der normale Öffnungsvorgang wird im Ergebnis durchgeführt. Genauer, der bewegliche Eisenkern 30 trennt sich von dem festen Eisenkern 28 und der Steuerhebel 63 dreht sich, um die Kontakte zwischen den festen Kontakten 9 und 16 und den beweglichen Kontakten 11 und 12 durch Drehung des Übertragungshebels 34 zu unterbrechen. Im Ergebnis werden zwei Kräfte der Zugfedern 62 und 36 auf den beweglichen Leiter 10 aufgebracht. Die beweglichen Kontakte 11 und 12 trennen sich daher von dem festen Kontakt 69 unter sehr starken Kräften entgegen der Kraft der Druckfeder 15. Wenn ein Kurzschlußstrom durch den Überlastschalter in Fig. 5 fließt, wird die Wicklung 76 (Fig. 1) erregt und der Tauchkolben 71 (Fig. 1) wird sofort von dem Kern 70 (Fig. 1) angezogen. Der Auslöser 59 wird dadurch entgegen Uhrzeigerrichtung gegen die Kraft der (nicht dargestellten) Torsionsfeder gedreht. Nachfolgend geschieht der Auslösevorgang auf gleiche Weise wie durch Biegen des Bimetalls 67, so daß in dem Überlastschalter eine Kontaktunterbrechung erfolgt. Zur gleichen Zeit schlägt, wie in Fig. 6 gezeigt, der Stab 73 an dem Tauchkolben 71 direkt auf den Halter 13, wodurch die beweglichen Kontakte 11 und 12 von den festen Kontakten 9 und 16 getrennt werden. Eine Kontaktunterbrechung erzeugt Lichtbögen zwischen den beweglichen Kontakten 11 und 12 und den festen Kontakten 9 und 16. Die Lichtbögen bewegen sich zwischen dem beweglichen Leiter 10 und den festen Leitern 8 und 17. Weiterhin bewegen sich die Lichtbögen zwischen einem Paar von Lichtbogenläufern 92 und 93 (Fig. 1) und den festen Leitern 8 und 17. Die Lichtbögen werden hierdurch unterteilt und im Ergebnis gelöscht. In den Lichtbogenlöschkammern 18A und 18B erzeugtes heißes Gas wird durch die Auslässe 20 mittels Bohrungen (nicht dargestellt) in den Ausstoßplatten 18a und dem Ausstoßkanal 19 abgeführt.
• Wenn der Betätigungsgriff 50 nach links geschoben wird, um ihn aus dem Auslösezustand (Fig. 6) in die AUS-Position zu bringen, schiebt der Hebel 56 die Rolle 55 nach rechts. Die Rolle 55 gerät hierdurch auf die Schubplatte 61 und der Hebel 56 gerät in Eingriff mit dem Riegelhebel 57. Der Reset-Vorgang ist somit abgeschlossen.
• Obgleich die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, versteht sich, daß die vorliegende Offenbarung der bevorzugten Form hinsichtlich Details der Konstruktion und der Kombination und Anordnung von Teilen anders ausgelegt werden kann, ohne von der Erfindung abzuweichen.

Claims (4)

1. Ferngesteuerter Überlastschalter mit:

einem Gehäuse (5);

einem festen Kontakt (9), der fest am Gehäuse (5) befestigt ist;

einem bewegbaren Kontakt (11), der bewegbar am Gehäuse (5) befestigt ist, um sich in und außer Kontakt zu dem festen Kontakt (9) zu bewegen;

einer elektromagnetische Einheit (200), die aufweist:

- einen kanalförmigen Magnetrahmen (25), der zwei gegenüberliegende Endflächenabschnitte (25a) aufweist und fest am Gehäuse (5) befestigt ist,

- eine im Magnetrahmen (25) befestigte zylindrische elektromagnetische Spule (26),

- einen E-förmigen befestigten Eisenkern (28), dessen zentraler Schenkel (28b) von einer Seite der elektromagnetischen Spule (26) her in die elektromagnetische Spule (26) eingefügt ist und dessen beide Seitenschenkel (28a, 28c) von der einen Seite her über zwei Öffnungen (25b) der Endflächenabschnitte (25a) in den Magnetrahmen (25) eingefügt sind, um dadurch am Magnetrahmen (25) befestigt zu sein,

- einen E-förmigen bewegbaren Eisenkern (30), dessen zentraler Schenkel (30b) über eine Öffnung (25d) des Magnetrahmens (25) von der anderen Seite der elektromagnetischen Spule (26) her in die elektromagnetische Spule (26) eingefügt ist und dessen beide Seitenschenkel (30a, 30c) von der anderen Seite her über die Öffnung des Magnetrahmens (25) in den Magnetrahmen (25) eingefügt sind, um dadurch bezüglich des Magnetrahmens (25) bewegbar zu sein,

- einen Übertragungshebel (34), der gelenkig am Gehäuse (5) befestigt ist, um eine Bewegung des bewegbaren Eisenkerns (30) zu einem Steuerhebel (63) zu übertragen,

- einen Halter (31), der von einem Endteil des Übertragungshebels (34) gehalten wird, um den bewegbaren Eisenkern (30) in und außer Kontakt zu dem festen Eisenkern (28) zu halten, und

- eine Federeinrichtung (36), die den bewegbaren Eisenkern (30) vom befestigten Eisenkern (28) wegdrückt;

den Steuerhebel (63), der gelenkig am Gehäuse (5) befestigt ist, um den bewegbaren Kontakt (11) in und außer Kontakt zu dem befestigten Kontakt (9) zu bewegen;

einer einen Betätigungsgriff (50) aufweisenden Betätigungseinrichtung (300) zum freigebbaren Halten des Steuerhebels (63), wobei die Betätigungseinrichtung (300) ein Kippglied bildet und den Steuerhebel (63) in einer Position hält, die geeignet ist, den bewegbaren Kontakt (11) außer Kontakt zu dem befestigten Kontakt (9) zu bewegen, wenn sich der Betätigungsgriff (50) in einer ersten Position befindet, und zum Freigeben des Steuerhebels (63), um eine vorbestimmte Drehung desselben zu erlauben, wenn sich der Betätigungsgriff (50) in einer zweiten Position befindet; und

einer Überstrom-Auslöseeinheit (400), die eine derartige Ansteuerung der Betätigungseinrichtung (300) und des Steuerhebels (63) bewirkt, daß der bewegbare Kontakt (11) außer Kontakt zu dem festen Kontakt (9) bewegt wird, wenn durch den Überlastschalter ein einen vorbestimmten Wert übersteigender Strom fließt.

2. Ferngesteuerter Überlastschalter nach Anspruch 1, mit: einem elastischen Element (29), das zwischen einem hervorspringenden Teil (28d) des festen Eisenkerns (28) und jedem der Endflächenabschnitte (25a) des Magnetrahmens (25) vorgesehen ist, um den festen Eisenkern (28) elastisch am Magnetrahmen (25) festzulegen.

3. Ferngesteuerter Überlastschalter nach Anspruch 1, bei dem

der Übertragungshebel (34) außerhalb des Magnetrahmens (25) angeordnet ist und der Halter (31) den bewegbaren Eisenkern (30) an der Außenseite des Magnetrahmens (25) hält.

4. Ferngesteuerter Überlastschalter nach Anspruch 3, mit einer Hilfs-Schalteinrichtung (37, 38), die außerhalb des Magnetrahmens (25) vorgesehen ist, um durch eine Bewegung des Halters (31) betätigt zu werden.