Elektronisches Überlastrelais

Abstract

 Es wird ein elektronisches Überlastrelais für ein elektrisches Installationsgerät zum Motorschutz, mit einer Primärwicklung (75, 76, 77) oder einem Primärleiter (im folgenden Primärwicklung genannt), einer Sekundärwicklung (65, 66, 67) und mit einem rechteckförmigen Kern (78, 79, 80) jeweils pro Phase beschrieben, bei dem ein Schenkel des Kerns (78, 79, 80) einen die Primärwicklung (75, 76, 77) und die Sekundärwicklung (65, 66, 67) tragenden Spulenkörper (50, 51 ,52) durchgreift, daß am Spulenkörper (50, 51, 52) ein erstes Raumabteil (62, 63, 64) für die Sekundärwicklung zwischen zwei Wandungen und ein zweites Raumabteil (72, 73, 74) zwischen zwei weiteren Wandungen für die Primärwicklung angeformt ist und so je einen Wandler bilden. Dabei sind Anschlußlaschen (87, 88, 89) vorgesehen, die zwei in gleiche Richtung vorspringende, parallele Fahnen (90, 91) aufweisen, von denen eine zur mechanischen Fixierung in eine Aufnahmetasche (84) am Spulenkörper dient und die andere im zweiten Raumabteil mit der Primärwicklung elektrisch leitend verbunden ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein elektronisches Überlastrelais für ein elektrisches Installationsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Die üblicherweise bekannten thermischen Überstromrelais besitzen eine der Anzahl der abzusichernden Phasen entprechend der Anzahl von Thermobimetallen, die über einen Schieber auf einen Schaltmechanismus einwirken, damit im Falle eines Überstroms die Zuleitungen z. B. zu einem Motor abgeschaltet werden.

[0003] Neuerdings arbeiten derartige Überlastrelais auf elektronischer Basis. Man leitet den Strom zum Motor durch Stromsensoren, die den Überstrom detektieren; über eine geeignete Auswerteschaltung werden Schaltkontakte angesteuert, mit denen beispielsweise ein Schütz angesteuert wird, um die Phasenleiter abzuschalten.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Überlastrelais der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfach hergestellt und montiert werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

[0006] Danach durchgreift ein Schenkel des Kerns einen die Primärwicklung und die Sekundärwicklung tragenden Spulenkörper, wobei am Spulenkörper ein erstes Raumabteil für die Sekundärwicklung zwischen zwei Wandungen und ein zweites Raumabteil zwischen zwei weiteren Wandungen für die Primärwicklung angeformt ist, wodurch ein Wandler gebildet wird. Weiterhin sind Anschlußlaschen vorgesehen, die zwei in gleiche Richtung vorspringende parallele Fahnen aufweisen, von denen eine zur mechanischen Fixierung in eine Aufnahmetasche am Spulenkörper dient und die andere im zweiten Raumabteil mit der Primärwicklung elektrisch leitend verbunden ist. Dabei können die Raumabteile nebeneinander angeordnet und durch nur eine Wandung voneinander getrennt sein. Die Wandungen sind dabei Spulenkörperflansche.

[0007] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Spulenkörper an einer Leiterplatte befestigt. Dabei ist der Wandler auf einer Seite der Leiterplatte angeordnet; auf der anderen Seite befindet sich eine Abdeckung, die zur Führung der Primärleiter mit Schlitzen versehen ist.

[0008] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Elektromagnetsystem von einer Abdeckhaube abgedeckt, die Durchbrüche wenigstens für die Anschlußlaschen aufweist, so daß an diesen außerhalb der Abdeckhaube Anschlußleitungen anschließbar sind.

[0009] Die Abdeckhaube trägt Festkontaktstücke, die mit beweglichen Kontaktstücken an einer innerhalb der Abdeckhaube befindlichen Schaltwippe zusammenwirken, die in zwei stabile Stellungen verstellbar ist, in denen sie mit unterschiedlichen Festkontaktstücken entsprechend dem Zustand im Überlastrelais kombinierbar sind.

[0010] Zur Ansteuerung der Schaltwippe sind auf der Leiterplatte Steuerspulen mit einem Joch mit zwei Jochschenkeln befestigt, wobei die Jochschenkel in die gleiche Richtung wie die Anschlußfahnen vorspringen.

[0011] An der Wippe können dabei Dauermagnete befestigt sein, die im montierten Zustand im Bereich der Jochschenkel liegen, so daß über die Jochschenkel und die Steuerspulen die Wippe und damit die beweglichen Kontaktstücke antreibbar sind.

[0012] Mit dieser Ausgestaltung können die Leiterplatte mit dem Wandler und den Steuerspulen und gegebenenfalls weiteren elektronischen Bauteile einerseits und die Abdeckhaube mit der Schaltwippe und den festen und beweglichen Kontaktstücken andererseits je eine vormontierbare Einheit bilden, die zur Montage einfach ineinandergesteckt werden können. Dabei ist eine elektrisch leitende Verbindung mit entsprechendem Arbeitsgang zwischen den beiden Einheiten nicht erforderlich, da zwischen beiden eine induktive Kupplung hergestellt wird.

[0013] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

[0014] Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

[0015] Es zeigen

Fig. 1:

eine Seitenansicht auf eine erste Einheit mit Leiterplatte,

Fig. 2:

eine aufsichtsgemäße Zeilrichtung II-II der Fig. 1,

Fig. 3:

eine Einsicht in eine zweite Einheit,

Fig. 4:

eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie IV-IV,

Fig. 5:

die Wandlereinheit, teilweise gezeichnet, vor der Endmontage, und

Fig. 6:

eine ergänzte Version der Wandlereinheit.

[0016] Es sei Bezug genommen auf die Fig. 1.

[0017] Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer ersten Einheit für ein elektronisches Überstromrelais. Auf einer Leiterplatte 10 sind Wandler 11 befestigt, beispielsweise mittels einer nicht näher dargestellten Schraubverbindung. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Wandler aus einer der Anzahl der Phasenleiter entsprechenden Anzahl dreier Wandlerelemente 12, 13, 14 zusammengesetzt ist.

[0018] Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 5.

[0019] Für jeden Wandler ist ein Spulenkörper 50, 51 und 52 vorgesehen, der ein rechteckiges Spulenrohr 53, 54 und 55 besitzt, das an seinen beiden Enden jeweils mit einem radialen Flansch 56 bzw. 57, 58, 59, 60 und 61 begrenzt ist, wodurch jeweils ein erster Raum 62, 63 und 64 gebildet ist, der, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, jeweils eine Sekundärwicklung 65, 66 und 67 trägt.

[0020] Das Spulenrohr 53, 54 und 55 setzt sich über den Flansch 57, 59, 61 hinaus, wie an dem in der Fig. 5 vorne sichtbare Spulenkörper 50 zu sehen ist, mit einer Spulenrohrverlängerung 68; das freie Ende der Spulenrohrverlängerung 68 ist von einem weiteren Flansch 69, 70, 71 begrenzt, wobei zwischen den Flanschen 57, 69, 59, 70, 61, 71 ein zweiter Raum 72, 73, 74 gebildet ist, der eine Primärwicklung 75, 76 und 77 aufnimmt.

[0021] Jedem Teilwandler ist ein rechteckiger Kern 78, 79, 80 zugeordnet, der aus mehreren Blechlamellen zusammengesetzt ist und im Querschnitt einen rechteckigen Ring bildet, mit seinem nicht sichtbaren Schenkel durch das Spulenrohr 68/53, 54 und 55 hindurchgeführt. Damit wird die Primärwicklung 75, 76 und 77 von dem einen Schenkel des Kerns durchgriffen, ebenso wie die Sekundärwicklungen 65, 66 und 67.

[0022] An den Spulenkörpern 50, 51 und 52 sind Taschen 81, 82 und 83 mit Aufnahmeöffnungen 84, 85 und 86 angeformt, die zur Aufnahme von Anschlußfahnen 87, 88 und 89 dienen. Jede der Anschlußfahnen 87 bis 89 besitzt einen abgekröpften Vorsprung 90 und einen flachen Vorsprung 91, die in Aufsicht miteinander eine zweizinkige Gabel bilden. Der Vorsprung 91 oder Schenkel 91 aller drei Anschlußfahnen 87 bis 89 wird jeweils in die Aufnahmetasche 84, 85 und 86 zur Halterung eingesteckt und an den entsprechenden Anschlußfahnen 90 wird das eine Ende der Primärwicklungen 75 bis 77 angeschlossen.

[0023] Die so gefertigte Wandlerordnung 12, 13 und 14 wird dann in nicht näher dargestellter Weise an der Leiterplatte 10 befestigt, vorzugsweise festgeschraubt, wobei das andere Ende 15 der Primärwicklung mit einer L-förmigen Steckerfahne 16, jeweils für alle 3 Phasen, elektrisch leitend verbunden ist. Auf diese Weise fließt der Strom durch die Steckerfahnen 16, die Primärwicklungen 75 bis 77 zu den Anschlußfahnen 87 bis 89.

[0024] Auf der Seite der Leiterplatte 10, die die Wandler 12 bis 14 trägt, sind zwei Steuerspulen 17 und 18 befestigt, die die Schenkel 19 und 20 eines nicht näher dargestellten Joches umgreifen. Die Spulen 17 und 18 sind auf nicht näher dargestellte Weise mit den Sekundärwicklungen 65, 66 und 67 gekoppelt, dergestalt, daß über die Spulen 17 und 18 die Schenkel 19 und 20 magnetisiert werden.

[0025] Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 befinden sich auf der Leiterplatte weiterhin noch elektronische Komponenten 21 und 22, die zur Verarbeitung der von der Sekundärwicklung 12 bis 14 herrührenden Signale dienen.

[0026] Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, springen die Anschlußfahnen 87 bis 89 und die Jochschenkel 19 und 20 von einer Seite der Leilerplatte 10 vor, wogegen die Steckerfahnen 16 auf der entgegensetzten Seite der Leiterplatte 10 über einen Haltesteg 23 befestigt sind.

[0027] Die Fig. 3 zeigt eine Einsicht in ein Gehäuse 24, in dem sich eine Schaltwippe 25 befindet, an der zwei Kontaktbrücken 26 und 27 angeordnet sind, die Festkontaktstücke 28 und 29 bzw. 30 und 31 überbrücken können. Wenn die Schaltwippe 25 um ihre Mittelachse M nach rechts verschwenkt wird, werden die Kontaktstücke 30 und 31 von der Kontaktbrücke 27 geschlossen bzw. elektrisch leitend verbunden, wogegen die Festkontaktstücke 28 und 29 nicht miteinander verbunden sind. Schwenkt die Kontaktwippe 25 in die andere Richtung nach links, dann entfernt sich die Kontaktbrücke 27 von den Kontaktstücken 30 und 31 und die beiden Kontaktstücke 28 und 29 werden mittels der Kontaktbrücke 26 elektrisch leitend miteinander verbunden.

[0028] Die feststehenden Kontaktstücke 28 bis 31 durchgreifen eine Stirnwand 32 und enden in Steueranschlußfahnen 33, wobei jedem feststehenden Kontaktstück 28 bis 31 jeweils eine Steueranschlußfahne 33 zugeordnet ist. Unterhalb der Kontaktwippe 25 springen, ausgehend von den vertikal verlaufenden Seitenwandungen 34 und 35, Führungswände 36 und 37 vor; auf einer horizontalen Zwischenwand 38 sind Stege 39 und 40 vorgesehen. Parallel zur Zwischenwand 38 verläuft eine innere Führungswand 39. Zwischen den Führungswänden 36 und der inneren Führungswand 41 sowie der Leiste 39 und der Führungswand 37, der inneren Führungswand 41 und der Leiste 40 sind Führungsräume 42 und 43 gebildet.

[0029] Unterhalb der Zwischenwand 38 befindet sich eine weitere Zwischenwand 44; zwischen den beiden Zwischenwänden 38 und 44 sind Durchbrüche 45, 46 und 47 vorgesehen.

[0030] Man erkennt aus den Fig. 1 und 2, daß die Leiterplatte 10 mit den Wandlern 12 bis 14 und den weiteren Komponenten einerseits und das Gehäuse 24, das als Abdeckhaube bezeichnet werden kann, gemäß den Fig. 3 und 4 eine weitere Einheit gebildet ist, die vormontierbar sind.

[0031] Das Zusammenfügen der beiden Einheiten erfolgt so, daß die Einheit gemäß Fig. 1 und 2 gemäß Pfeilrichtung P mit den Anschlußfahnen 87 bis 89 sowie den Jochschenkeln 19 und 20 in die Abdeckhaube 24 eingefügt wird, wobei die Anschlußfahnen 87 bis 89 die Ausnehmungen 45 bis 47 durchgreifen und die Jochschenkel 19, 20 in die Führungsräume 42, 43 eingeführt werden. Man erkennt hieraus, daß eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Einheiten nicht vorhanden ist.

[0032] Zur Fertigmontage wird eine nicht näher dargestellte Abdeckplatte auf der Seite der Leiterplatte 10 angebracht, auf der die Steckerfahnen 16 vorspringen. Nach Anbringung dieser Abdeckplatte ist das Überstromrelais gemäß den Fig. 1 bis 5 fertig montiert.

[0033] Nachzutragen ist, daß an der Kontaktwippe 25 Permanentmagnete angebracht sind, die mit den Jochschenkeln 19, 20 wechseweise zusammenwirken. Ein Einstellknopf 48 zum Rückstellen und zum Einstellen einer manuellen Rückstellung oder automatischen Rückstellung wirkt mit der Wippe 25 zusammen, ebenso wie eine Stoptaste 49 zur Unterbrechung der Kontakte 28, 29 durch die Brücke 43.

[0034] Die Fig. 6 zeigt eine Ergänzung der elektromagnetischen Einheit: auf der der Leiterplatte 10 entgegengesetzt liegenden Seite der Spulenkörper 50, 51, 52 ist eine weitere Leiterplatte 100 befestigt, auf der zusätzliche elektronische Bauteile, hier ein Kondensator 101, befestigt sind. Die Leiterplatte 100 überdeckt die Räume für die Sekundärwicklungen. Dadurch wird eine weitere Raumeinsparung und Montagevereinfachung erzielt, insoweit, als der Kondensator 101 in den freien Raum 99 in der Abdeckhaube eingreifen kann.

Ansprüche

1. Elektronisches Überlastrelais für ein elektrisches Installationsgerät zum Motorschutz, mit einer Primärwicklung oder einem Primärleiter (im folgenden Primärwicklung genannt), einer Sekundärwicklung und mit einem rechteckförmigen Kern, jeweils pro Phase dadurch gekennzeichnet, daß ein Schenkel des Kerns (78, 79, 80) einen die Primärwicklung (75, 76, 77) und die Sekundärwicklung (65, 66 67) tragenden Spulenkörper (50, 51, 52) durchgreift, daß am Spulenkörper (50, 51, 52) ein erstes Raumabteil für die Sekundärwicklung zwischen zwei Wandungen und ein zweites Raumabteil zwischen zwei weiteren Wandungen für die Primärwicklung angeformt ist und je so einen Wandler bilden, daß Anschlußlaschen (87, 88, 89) vorgesehen sind, die zwei in gleiche Richtung vorspringende, parallele Fahnen (90, 91) aufweisen, von denen eine zur mechanischen Fixierung in eine Aufnahmetasche (84) am Spulenkörper dient und die andere im zweiten Raumabteil mit der Primärwicklung elektrisch leitend verbunden ist.

2. Überlastrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Sekundärwicklungsdrahtes an die benachbarte äußere Wandung geführt, darin fixiert und mit Stiften elektrisch leitend verbunden sind, die in Öffnungen einer Leiterplatte gesteckt und darin mit weiteren Anschlußleitungen auf der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden sind, wodurch zwei Befestigungsstellen für den Wandler an der Leiterplatte gebildet sind.

3. Überlastrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenkörper an der Leiterplatte fixiert sind.

4. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rechteckförmige Kern durch lamellierte Bleche gebildet ist, die geteilt sind, so daß sie durch den Spulenkörper steckbar und gesteckt sind.

5. Überlastrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Ecken der Rechteckform die Bleche mit Anphasungen versehen sind, an denen die Bleche quer miteinander verbunden sind, vorzugsweise verschweißt sind.

6. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnetsystem auf einer Seite der Leiterplatte angeordnet ist und daß auf der anderen Seite eine Abdeckung aufgesetzt ist, die zur Führung der Primärleiter mit Schlitzen versehen sind, wobei die Primärleiter durch starre vorgebogene Leiterstücke gebildet sind.

7. Überlastrelais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterstücke Z-förmig gebogen und die Stege der beiden äußeren Leiterstücke V-förmig zueinander in einer Ebene senkrecht zur Längserstreckung der Endschenkel der Leiterstücke abgekröpft sind, so daß der Abstand der den Elektromagneten zugewandten Schenkel kleiner ist als der der äußeren Schenkel.

8. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze der Abkröpfform folgen.

9. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel vorgesehen ist, mit dem die Abdeckung mit den Schlitzen abgedeckt ist, wobei Öffnungen im Deckel vorgesehen sind, durch die die äußeren Schenkel hindurchgreifen.

10. Überlastrelais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen von rohrartigen Vorsprüngen umgeben sind, die senkrecht zum Deckel verlaufend an diesem angeformt sind und zur Isolierung der aus dem Deckel herausragenden Schenkelenden dienen.

11. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnetsystem von einer Abdeckhaube abgedeckt ist, die Durchbrüche wenigstens für die Anschlußlaschen aufweist, so daß an diesen außerhalb der Abdeckhaube Anschlußleitungen anschließbar sind.

12. Überlastrelais nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite der Leiterplatte, die den Wandler trägt, zwei mit dem Wandler elektrisch leitend verbundene Steuerspulen mit einem Joch mit zwei Jochschenkeln befestigt sind, wobei die Jochschenkel in die gleiche Richtung wie die Anschlußfahnen vorspringen.

13. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abdeckhaube Festkontaktstücke angeordnet sind, die mit beweglichen Kontaktstücken an einer innerhalb der Abdeckhaube befindlichen Schaltwippe zusammenwirken, die in zwei stabile Stellungen verstellbar sind, in denen sie mit unterschiedlichen Kontaktstücken entsprechend dem Zustand im Überlastrelais (Überstrom durch die Primärleiter, Tripping oder Reset) kontaktierbar sind.

14. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wippe Dauermagnete befestigt sind, die im montierten Zustand im Bereich der Jochschenkel liegen, so daß über die Jochschenkel und die Steuerspulen die Wippe und damit die beweglichen Kontaktstücke antreibbar sind.

15. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte an der Leiterplatte festgerastet ist.

16. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahnen zu mechanischen Fixierung der Anschlußlaschen in der Ebene der Anschlußlaschen liegen.

17. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahnen der Anschlußlaschen, an denen die Primärleiter befestigt sind, aus der Ebene der Anschlußlaschen herausgedrückt sind und parallel dazu verlaufen.

18. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte mit Wandler und Steuerspulen und gegebenenfalls weiteren elektronischen oder elektrischen Bauteilen und die Abdeckhaube mit der Kontaktwippe und den Kontaktstellen jeweils eine vormontierbare Einheit bilden, die zur Montage ineinander steckbar und induktiv miteinander gekoppelt sind.

19. Überlastrelais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Raumes an jedem Spulenkörper für die Sekundärwicklung auf denen der Leiterplatte abgewandten Seite eine weitere Leiterplatte zur Aufnahme elektronischer Bauteile befestigt ist.

20. Überlastrelais nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leiterplatten parallel zueinander verlaufen.

Zeichnung