Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kraftübertragung im elektromagnetischen Auslösesystem eines bei Ueberstrom abschaltenden Installationseinbauschalters von elektrischen Niederspannungsverteilnetzen, insbesondere eines Motorschutzschalters, wobei das auf ein Schaltschloss einwirkende Auslösesystem im wesentlichen ein Joch, einen Kern, eine Spule, einen Spulenkörper, einen verschiebbaren Anker und eine den Anker beim Unterbruch des starken Ueberstroms zurückholende Ankerfeder umfasst. Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Elektrische Auslösesysteme von Installationseinbauschaltern dienen u.a. dazu, den vom Schalter überwachten Stromkreis bei einem bezogen auf den Nennstrom 10 bis 15-fachen Ueberstrom bzw. Kurzschluss sofort abzuschalten. Mittels des von der Spule erzeugten Magnetfeldes wird der Anker in den Spulenkörper gezogen. Dabei wird mit mechanischen Mitteln die Einzugsbewegung des Ankers dazu ausgenützt, die mit Federkraft aufeinander gedrückten Kontakte zu trennen. Nach dem Trennen der Kontakte wird das elektromagnetische Feld abgebaut, und ein Rückholorgan zieht den Anker wieder in die Ruhelage zurück.
Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Kraftübertragung in einem elektromagnetischen Auslösesystem vereinfachen, die Herstellungskosten zu erniedrigen erlauben und mit höherer Betriebssicherheit arbeiten.
In bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäss gelöst, indem die Bewegung des Ankers über einen ersten Federschenkel der als Schraubenfeder ausgebildeten, mittels eines zweiten Federschenkels andernends drehfest gelagerten Ankerfeder direkt auf einen Auslöseschieber zur Betätigung des Schaltschlosses übertragen wird.
Das Schaltschloss kann durch den leichtgängigen Auslöseschieber mit sehr kleinem Kraftaufwand betätigt werden. Das Schaltschloss seinerseits setzt die mittels der manuellen Betätigung des Schalthebels gespeicherten Federkräfte frei, der Stromkreis wird unterbrochen.
Das Auslösesystem kann derart konzipiert sein, dass nicht nur die Ankerbewegung der elektromagnetischen Auslösung, sondern auch die Bewegung des Bimetalls und gegebenenfalls des Unterspannungsauslösers auf denselben Auslöseschieber übertragen wird.
Der zweite Federschenkel dient, neben der drehfesten Lagerung der Feder, bevorzugt dem Vorspannen. Dadurch kann bei gegebenen Federkonstanten die Rückholkraft eingestellt werden.
Das Vorspannen der Ankerfeder mit verschiedenen Einstellmöglichkeiten erlaubt eine Anpassung an verschiedene Ansprechwerte des elektromagnetischen Auslösesystems. Die Ankerfeder soll den Anker bis zu einem bestimmten Ueberstrom zurückhalten, in der Praxis bis zum 10 - 15fachen Nennstrom. Das Vorspannen erfolgt vorzugsweise durch Einrasten des umgebogenen zweiten Federschenkels in einer der verschiedenen Positionen.
In bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der mit dem Anker verbundene erste Federschenkel der Ankerfeder Mittel zur direkten Uebertragung der Ankerbewegung hat, wenigstens in Richtung des Kerns des elektromagnetischen Auslösesystems, und ein das Schaltschloss betätigender Auslöseschieber Mittel zur Aufnahme der vom ersten Federschenkel übertragenen Bewegung aufweist.
Vorzugsweise ist der Spulenkörper so ausgebildet, dass in einem einseitig angeformten Lagergehäuse die Ankerfeder aufgenommen werden kann. Vor der Montage der Ankerfeder ist deren Lagergehäuse offen. Die Feder wird auf einen Dorn aufgezogen oder in eine Mulde gelegt und das Lagergehäuse aus Kunststoff nachher geschlossen.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Das elektromagnetische Auslösesystem ist auf einer abgewinkelten Gehäuserippe 10 eines Motorschutzschalters angeordnet. In der abgewinkelten Gehäuserippe sitzt ein Joch 12 mit einer Oeffnung für einen im wesentlichen hülsenförmig ausgebildeten Kern 14, welcher seinerseits, den Boden des Jochs 12 übergreifend, in der Gehäuserippe 10 verankert ist. Ueber den Kern 14 ist ein koaxialer Spulenkörper 16 aufgezogen, auf welchen die Spule 18 zur Erzeugung des Magnetfeldes gewickelt ist.
Einstückig mit dem Spulenkörper 16 ausgebildet ist ein Flansch 20, welcher sich innerhalb des im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Jochs 12 befindet. Zum selben Spritzteil aus Kunststoff gehört das Lagergehäuse 21 für die schraubenlinienförmig ausgebildete Ankerfeder 22, welche auf einem Dorn bzw., wie im vorliegenden Fall, in einer entsprechend ausgeformten Mulde 24 des Lagergehäuses 21 angeordnet ist.
Ein erster Federschenkel 26 der Ankerfeder 22 läuft etwa tangential von der Feder weg, wird ein erstes Mal umgebogen und verläuft in Richtung der Achse L der Ankerfeder 22. Die Länge a (Fig. 3) des ausserhalb der Feder in Richtung L verlaufenden Stücks 27 des ersten Federschenkels 26 beträgt in üblichen Installationseinbauschaltern etwa 2 - 6 mm. Selbstverständlich kann nach andern Ausführungsformen der Feder dieses Stück halbkreisförmig oder dgl. ausgebildet sein.
Nach einer zweiten Biegung verläuft der erste Federschenkel 26 in Richtung des Ankers 28, welcher entlang der Achse A in Längsrichtung im Spulenkörper 16 verschiebbar ist. Der Anker 28 weist im Bereich des Ankerkopfs 30 eine tief eingeschnittene Ringnut 32 auf. Das Ende des ersten Federschenkels 26 ist in dieser Ringnut um den Hals des Ankers 28 geschlungen.
Wird der Anker 28 bei starkem Ueberstrom oder einem Kurzschluss in den Spulenkörper 16 gezogen, wird auch der erste Federschenkel 26 mitgenommen. Dadurch dreht sich ebenfalls die Ankerfeder 22, in Richtung L vom ersten Federschenkel 26 weg abnehmend. Der in der Projektion U-förmig gebogene erste Federschenkel 26 wirkt als Hebelarm und überträgt, mit seinem zur Längsachse L der Ankerfeder 22 parallel verlaufenden Stück 27, die Ankerbewegung ohne weitere Hilfsmittel auf einen Auslöseschieber 44.
Am zweiten Federschenkel 36 ist die Ankerfeder 28 gegen ein Verdrehen gesichert. Dieser ebenfalls tangential von der Feder weglaufende zweite Federschenkel 36 ist in Richtung der Federachse L umgebogen, von der Ankerfeder 22 wegweisend.
Das freie Ende des zweiten Federschenkels 36 liegt auf einem an das Lagergehäuse 21 angeformten Steg 38 auf. Dieser Steg 38 ist, in Richtung L von rechts betrachtet, kreissegmentförmig ausgebildet und hat Nuten 40 zum Einrasten des freien Endes des zweiten Federschenkels 36.
Mit dieser Lösung werden zwei Vorteile erreicht:
Fig. 1 zeigt den Anker 28 in vom Kern 14 im Spulenkörper 16 entfernter Lage, der Ruhelage R. Fliesst ein Ueberstrom durch die Spule 18 und erzeugt ein Magnetfeld, so wird der Anker 28 bis auf den Kern 14 in den Spulenkörper gezogen, wobei die Ankerfeder 22 die Bewegung auf den Auslöseschieber 44 (Fig. 2) überträgt. Ein nicht dargestellter Schlagstift aus Kunststoff wird durch den Anker 28 betätigt. Nach dem Trennen der elektrischen Kontakte des Installationseinbauschalters wird das Magnetfeld sofort abgebaut, der Anker 28 wird von der Ankerfeder 22 in die Ruhelage R zurückgezogen. Ein Anschlag 42 des Lagergehäuses 21 fixiert den durch Federkraft gehaltenen Anker 28 in der Ruhelage, was mit einem R beim Ankerkopf 30 angedeutet ist. Der zwischen dem Ankerkopf 30 und dem Anschlag 42 wegen der Uebersichtlichkeit gezeichnete Abstand besteht in Wirklichkeit nicht.
Fig. 2 zeigt einen Teil des sich über drei im selben Gehäuse angeordnete elektromagnetische Auslöseelemente erstrekkenden Auslöseschiebers 44. Die Ankerfeder 22 des gezeigten Auslöseelements ist sichtbar, deren erster Federschenkel 26 liegt auf dem Auslöseschieber 44 auf. Dieser wirkt bei einer Bewegung des in Ruhelage R dargestellten Ankers 28 auf eine nicht dargestellte Auslöseklinke des Schaltschlosses ein.
Der in Blickrichtung hinten angeordnete zweite Federschenkel 36 ist vom Betrachter wegweisend umgebogen und rastet mit dem freien Ende in einer Nut 40 des Stegs 38 ein.
Die in Fig. 3 dargestellte Ankerfeder 22 entspricht im wesentlichen derjenigen von Fig. 1 und hat einen entsprechend ausgebildeten ersten Federschenkel 26 mit einem zur Längsachse L der Ankerfeder 22 parallel verlaufenden Stück 27 der Länge a und einen von der Feder wegweisend umgebogenen zweiten Federschenkel 36.