WO2003005395A1 - Justiervorrichtung für einen thermischen auslöser - Google Patents

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WO2003005395A1
WO2003005395A1 PCT/DE2002/002223 DE0202223W WO03005395A1 WO 2003005395 A1 WO2003005395 A1 WO 2003005395A1 DE 0202223 W DE0202223 W DE 0202223W WO 03005395 A1 WO03005395 A1 WO 03005395A1
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leg
adjusting device
bimetal
carrier
handling
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Wolfgang Leitl
Christoph Weber
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/74—Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection
    • H01H71/7427—Adjusting only the electrothermal mechanism
    • H01H71/7436—Adjusting the position (or prestrain) of the bimetal

Definitions

  • the invention relates to an adjusting device for a thermal release of a switching device, with a bimetal held stationary on a bimetal support.
  • Switchgear is understood to mean mechanical or electromechanical switching devices, in particular circuit breakers, circuit breakers, relays, contactors or the like.
  • Such a switching device is used to connect a circuit to a power network and to manually and automatically disconnect the circuit from the network when the current exceeds a predetermined value.
  • a miniature circuit breaker is used to protect cables in installations and systems against overload and short circuit.
  • such a switching device also prevents the presence of excessive contact voltages in the event of a fault.
  • an energy store e.g. B. a spring
  • the switching device comprises a thermal trigger in the form of a usually strip-shaped bimetal which triggers with a delay depending on the overload time. The triggering process is triggered by a thermal deformation of the bimetal strip as a result of the overcurrent carried over it.
  • the bimetallic strip acts on a release lever which is spaced apart from its free end and is mechanically coupled to the switching lock.
  • the energy lock of the switch lock opens a moving contact or moving contact by lifting it off a fixed contact.
  • the switching device usually also includes an instantaneous magnetic or electromagnetic release for high shock and
  • the distance between the free end of the bimetal and the release lever can be made adjustable, for which purpose an adjusting screw is usually provided.
  • Switching devices in which such an adjusting screw is used for bimetal adjustment are known, for example, from DE 1 904 731 AI and from EP 0 143 981 AI and from EP 0 412 953 A3.
  • the use of an adjusting screw is associated with corresponding manufacturing and manufacturing costs.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a particularly inexpensive and easily adjustable adjusting device for a switching device, in particular for a circuit breaker.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that a suitable design and arrangement of a bimetal carrier carrying the bimetal deforms it in a targeted manner and thus a simple and inexpensive, possibly self-adjusting adjustment device for a thermal release of a switching device can be provided.
  • the distance of the Free end of the bimetal to the release lever is on the one hand by deforming, in particular by twisting, if necessary by means of a tool of the handling or
  • Holding leg adjustable or adjustable can be maintained by automatically bending the bimetal support in the event of an aging-related shrinkage of the housing.
  • the bimetal carrier has a holding leg running parallel to the bimetal and connected to its contact end with a fixing end as a fixed attachment point.
  • This holding leg which is bent in a step-like manner, is followed on the one hand by a handling leg which acts as an adjustment region and, on the other hand, by means of an offset, an at least approximately U-shaped fixing leg of the bimetal carrier.
  • Holding leg enables the holder of different lengths, in particular also indirectly heatable, bimetals by means of the same bimetallic carrier. As a result, the number of different thermal triggers that have to be provided or kept available for different switching device types can be considerably reduced and overall kept particularly low.
  • the setting of the distance of the bimetal to the release lever and thus the adjustment of the thermal release is expediently carried out by twisting the handling leg which runs transversely to the holding leg and acts as an adjustment region of the bimetal carrier.
  • the handling leg is advantageously designed like a perforated plate. A number of through openings, preferably in the form of round holes, are introduced into the handling leg.
  • the handling leg of the bimetallic carrier can be fixed in position in a stationary housing opening or contour which also acts as a rotary opening.
  • the handling leg is expediently positioned in the area of the free end of the bimetal. sitioned.
  • the bimetal carrier can be shaped like a loop, the handling leg then being supported on the end face of the bimetal carrier.
  • a predetermined bending point is preferably formed in the area of the loop apex of the bimetal carrier.
  • This mechanism used for bimetallic adjustment in which the bimetallic support holding the bimetallic is mounted on the housing via two fastening points, one fixed fastening point of which ensures stable storage of the bimetal - and therefore of the thermal release - and the other fastening point the adjustment means for adjusting the bimetal encompassed by deformation, enables a finely adjustable and exact adjustment of the thermal release.
  • the switching device has a housing which is formed from urea and / or melamine resin molding compound.
  • the urea or melamine resins belonging to the family of thermosets are particularly suitable for the cost-reducing production of mass and series products.
  • FIGS. 1 and 2 in plan view or in perspective view a thermal release which is finally assembled in a switching device with an adjusting device with a twistable bimetal carrier with a short bimetal
  • FIGS. 3 and 4 in illustrations according to FIGS. 1 and 2 the adjusting device with a long bimetal
  • FIGS 5d different geometries of a handling leg of the adjusting device according to FIGS. 1 to 4, 6 and 7 in a side view or in a perspective view an adjusting device with an alternatively deformable bimetallic support
  • FIGS. 12 and 13 in a top view or in a perspective view a thermal release which is finally assembled in a switching device with a further adjustment device with an adjusting means for the bimetal carrier with short bimetal.
  • FIGS 1 to 4 show a section of a switching device 1 with the housing cover lifted off its housing 2, in which the essential parts of an adjustable thermal release are shown visibly.
  • the thermal release comprises a bimetallic strip 3, the contact end 3a of which is integrally connected to a bimetallic carrier 4 and is thus held stationary.
  • the bimetallic carrier 4 is connected in an electrically conductive manner to a connecting terminal 5 for carrying current through the switching device 1.
  • the free end 3b of the bimetal 3, ie the bimetal tip, is spaced apart from a release lever 6 which is coupled to a switching mechanism or switching lock, not shown, in a manner known per se.
  • This distance A between the bimetal tip 3b and the release lever 6 can be adjusted by bending or deforming the bimetal carrier 4.
  • the bimetallic carrier 4 is bent or bent several times and additionally shaped in steps.
  • a bimetal 3 can be fixed with its contact end 3a at each stage S1, S2 and thus at different positions or connection points of the bimetal carrier 4.
  • both a short bimetal 3 according to FIGS. 1 and 2 and a comparatively long bimetal 3 according to FIGS. 3 and 4, which can be indirectly heated can be fixed or attached to the same bimetal carrier 3. This means that the thermal release can be designed for different currents with optimal material savings.
  • the bimetallic carrier 4 has a handling leg 4a and a crosswise thereto, i.e. at least approximately right-angled holding legs 4b.
  • the contact end 3a of the bimetal 3 is integrally connected to this holding leg 4b.
  • the holding leg 4b merges at a bending point 8 into a fixing leg 4c, which itself is approximately U-shaped.
  • the bimetallic carrier 4 is fixed in position in the housing 2 by means of corresponding housing structures or contours 9 and is clamped by means of a connecting screw 11.
  • the holding leg 4b lies in the housing 2 without contact over at least part of its leg length.
  • beads 12b are introduced into the holding leg 4b, so that a relatively thin sheet material can be used for the bimetallic carrier 4 with high dimensional stability and sufficient support rigidity.
  • the handling leg 4a of the bimetallic carrier 4 lying in the region of the free end 3b of the bimetal 3 and directed outward there is held at the end in a housing opening or contour 13 and is supported there.
  • the handling leg 4a is designed to be deformable.
  • the bim talljustung and thus to adjust the distance A between the free end 3b of the bimetal 3 and the release lever 6 by means of a (not shown) handling tool the handling leg 4a of the bimetal support 4 is twisted and thus the bimetal support 4 is bent or deformed.
  • the position of the bimetal 3 changes accordingly to set the distance A.
  • the adjusting device is essentially formed by the positionally fixed handling leg 4b of the bimetal support 4 with the bimetal 3 held thereon.
  • FIGS. 5a to 5d show different geometries of the handling leg 4a of the bimetal carrier 4. While this T-shaped handling leg 4a according to FIG. 5c can in principle be made of solid material, through openings 14 are expediently along the leg longitudinal axis 14 in the handling leg 4a and thus in introduced the adjustment range of the bimetal support 4. According to FIGS. 5b and 5d, these through openings 23 can be designed as elongated holes or as rectangular openings. However, a number of circular bores 23 according to FIG. 5a are advantageous. With this geometry, a particularly favorable ratio between the angle of rotation and the change in length of the handling leg 4a can be realized.
  • the handling leg 4a is provided with a nose-like contour 15, which can be guided along an arc-shaped housing contour and thus a fixed counter contour 16.
  • the adjustment and thus the adjustment of the distance A is carried out by bending the handling leg 4a in the direction of the arrow 17.
  • the handling leg 4a moves as it slides over the nose-like contour 15 along the arc-shaped stationary counter-contour 16 in the direction of
  • the handling leg 4a is in turn bent inwards and in turn thereby bent to form a first bending / bending point 19 '.
  • the kinking / bending point 19 ⁇ - like the bending point 8 - is formed by a bore or stamping in the sheet material of the bimetallic carrier 4.
  • the handling leg 4a is guided into a housing receptacle or rotary opening 20 which is effective as a turning contour and which is positioned accordingly
  • Housing contour in the form of a dome-shaped housing structure 21 is advantageously provided.
  • the actuating tool for bimetallic adjustment acts on this free end of the manipulation leg 4a lying within the rotary opening 20.
  • the bimetal carrier 4 is in turn locked. gene or deformed and the position of the bimetal 3 changed to adjust the distance A.
  • the handling leg 4a is rolled up like a roll about an axis running perpendicular to the plane of the drawing.
  • the handling leg 4a is twisted about its lateral axis.
  • the one in the area of the first bending / bending point is 19 x and the free end is held or fixed in position
  • Handling leg 4a can be rotated or twisted by means of a fork-shaped twisting or handling tool 24, which is inserted into the rotating or adjusting opening 20 and rotated in the direction of the arrow 22.
  • a fork-shaped twisting or handling tool 24 which is inserted into the rotating or adjusting opening 20 and rotated in the direction of the arrow 22.
  • the bimetal tip or the free end 3b of the bimetal 3 is rotated in the triggering direction D and the bimetal adjustment is carried out as a result.
  • the adjustment device is essentially through the bimetal support 4 with the bimetal held thereon
  • the bimetal 3 is adjusted by a type
  • '20 ⁇ is the free end 4a of x of the handling limb 4a in a housing opening held, so that in the central region of the handling limb 4a ⁇ X 4a this off or may be buckled.
  • the Bimetallspitze or the free end 3b of the bimetallic strip 3 in triggering ⁇ direction D moves and thereby the bimetal adjustment is carried out.
  • FIG. 11 also shows an alternative embodiment in which the holding leg 4b of the bimetallic carrier 4 is guided around a housing contour 25 to form a loop.
  • a predetermined bending point 27 is introduced into the area of the blade apex 26 of the bimetallic carrier 4.
  • the handling leg 4a rests on the end face in the transition region between the holding leg 4b and the fixing leg 4c and in the vicinity of the bending point 8 of the bimetallic carrier 4 and is supported there.
  • the bimetal tip or the free end 3b of the bimetal 3 is again rotated in the triggering direction D and the bimetal adjustment is thereby carried out.
  • FIGS 12 and 13 show an alternative embodiment of the thermal release, which differs from the one hand
  • the handling leg 4a which can be adjusted by the setting means 28, is arranged as far as possible perpendicular to it.
  • Bending point 8 is in the same way as the kink
  • beads 12 are likewise introduced into the holding leg 4b in the area of the steps S1 and S2, so that a relatively thin sheet material can be used for the bimetallic carrier 4 with high dimensional stability and sufficient carrier rigidity.
  • Corrugations 12 and bend and bend / bend points 8 and 19 19 provided with bores / punchings 29 can, depending on the desired mode of operation, e.g. a partial stiffening or an automatic readjustment in the form of a buckling at predetermined bending points of the bimetallic carrier 4 can be introduced in a targeted manner.
  • the mechanism used for the bimetal adjustment advantageously also compensates for a practically unavoidable material-specific post-shrinkage.
  • Typical materials are usually plastics, especially thermosets or thermoplastics.
  • a thermoset has particularly good thermal stability, a thermoplastic being characterized by a finer design option.
  • Thermosets used with preference are, on the one hand, urea resin molding compounds and, on the other hand, melamine resin molding compounds.
  • the adjustment device With the adjustment device according to the invention, a relatively large deformation path is achieved with, at the same time, a relatively small change in length of the bimetallic carrier 4 deformable for adjustment. This enables a particularly sensitive or fine adjustment of the bimetal 3 of a thermal release.
  • the adjustment device is also suitable for cold adjustment, additional adjustment elements, for example in the form of a screw or the like. , not applicable. As a result, a cost saving is achieved in that the bimetal carrier 4 can also be produced on relatively simple tools.
  • Adjustment device and thus the thermal release is particularly insensitive to shock loads.

Abstract

Bei einer Justiervorrichtung für einen thermischen Auslöser eines Schaltgerätes (1), mit einem an einem Bimetallträger (4) ortsfest gehaltenen Bimetall (3), dessen Freiende (3b) zu einem Auslösehebel (6) beabstandet ist und diesen infolge thermischer Verformung zunehmend in Auslöserichtung (D) beaufschlagt, ist der Abstand (A) durch Verformen des Bimetallträgers (4) einstellbar. Die Justiervorrichtung eignet sich insbesondere für Leitungsschutzschalter oder dgl..

Description

Beschreibung
Justiervorrichtung für einen thermischen Ausloser
Die Erfindung bezieht sich auf eine Justiervorrichtung für einen thermischen Auslöser eines Schaltgerates, mit einem an einem Bimetalltrager ortsfest gehaltenen Bimetall. Unter Schaltgerat werden dabei mechanische oder elektromec anische Schaltgerate, insbesondere Leitungsschutzschalter, Leistungs- Schalter, Relais, Schütze oder dergleichen verstanden.
Ein derartiges Schaltgerat dient zum Verbinden eines Stromkreises mit einem Stromnetz sowie zur manuellen und selbsttätigen Trennung des Stromkreises vom Netz, wenn der Strom ei- nen vorbestimmten Wert überschreitet. So dient beispielsweise ein Leitungsschutzschalter zum Schutz von Leitungen in Installationen und Anlagen gegen Überlast und Kurzschluss. In einem Netz mit Abschaltung durch Überstrom-Schutzorgane verhindert ein solches Schaltgerat im Fehlerfall zusätzlich das Bestehen bleiben zu hoher Berührungsspannungen.
Beim Einschalten des Schaltgerates oder Schutzschalters wird ein Kraftspeicher, z. B. eine Feder, als Teil eines mechanischen Schaltwerkes oder Schaltschlosses gespannt, die beim Auslosevorgang freigegeben wird und den Schalter betätigt. Dabei umfasst das Schaltgerat einen thermischen Ausloser in Form eines üblicherweise streifenformigen Bimetalls, der uberlastzeitabhangig verzögert auslost. Der Auslosevorgang wird durch eine thermische Verformung des Bimetallstreifens infolge des über diesen geführten Uberstroms ausgelost.
Dazu beaufschlagt der Bimetallstreifen einen dessen Freiende beabstandet gegenüberliegenden und mit dem Schaltschloss mechanisch gekoppelten Auslosehebel. Somit entklinkt über diesen der Bimetallstreifen das Schaltschloss, während der
Kraftspeicher des Schaltschlosses einen beweglichen Kontakt oder Bewegkontakt öffnet, indem dieser von einem Festkontakt abhebt. Zudem umfasst das Schaltgerät üblicherweise zusätzlich einen unverzögert auslösenden magnetischen oder elektromagnetischen Auslöser für hohe Stoß- und
Kurzschlussströme .
Der Abstand zwischen dem Freiende des Bimetalls und dem Aus- lösehebel ist einstellbar zu gestalten, wozu üblicherweise eine Justierschraube vorgesehen ist. Schaltgeräte, bei denen eine solche Justierschraube zur Bimetalljustierung eingesetzt sind, sind beispielsweise aus der DE 1 904 731 AI und aus der EP 0 143 981 AI sowie aus der EP 0 412 953 A3 bekannt. Der Einsatz einer Justierschraube ist allerdings mit entsprechenden Herstellungs- und Fertigungskosten verbunden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine besonders kostengünstige und einfach einstellbare Justiervorrich- tung für ein Schaltgerät, insbesondere für einen Leitungsschutzschalter, anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch geeignete Ausgestaltung und Anordnung eines das Bimetall tragenden Bimetallträgers dieser gezielt verformt ist und damit eine einfache und kostengünstige, gegebenenfalls sich selbsttätig einstellende Justiervorrichtung für einen thermischen Auslöser eines Schaltgerätes bereitgestellt werden kann. Der Abstand des Freiendes des Bimetalls zum Auslösehebel ist dabei einerseits durch Verformen, insbesondere durch Verdrillen, gegebenenfalls mittels eines Werkzeugs des Handhabungs- oder
Halteschenkels einstell- oder justierbar, bzw. andererseits durch selbsttätiges Verbiegen des Bimetallträgers bei einer alterungsbedingten Gehäusenachschwindung einhaltbar.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist der Bimetallträger einen parallel zum Bimetall verlaufenden und mit dessen Kontaktende verbundenen Halteschenkel mit einem Fixierende als fixen Befestigungspunkt auf. An diesen vorzugsweise stufenförmig gebogenen Halteschenkel schließt sich einerseits ein als Justierbereich wirksamer Handhabungsschenkel und andererseits über eine Abkröpfung ein zumindest annähernd U-förmiger Fi- xierschenkel des Bimetallträgers an. Die Stufenkontur des
Halteschenkels ermöglicht die Halterung unterschiedlich langer, insbesondere auch indirekt beheizbarer, Bimetalle mittels demselben Bimetallträger. Dadurch kann die Anzahl unterschiedlicher thermischer Auslöser, die für verschiedene Schaltgerätetypen bereitgestellt oder vorgehalten werden müssen, erheblich reduziert und insgesamt besonders gering gehalten werden.
Die Einstellung des Abstandes des Bimetalls zum Auslösehebel und damit die Justierung des thermischen Auslösers erfolgt zweckmäßigerweise durch Verdrillen des quer zum Halteschenkel verlaufenden und als Justierbereich des Bimetallträgers wirksamen Handhabungsschenkels. Dazu ist der Handhabungsschenkel vorteilhafterweise lochblechartig ausgebildet. Dabei sind in den Handhabungsschenkel eine Anzahl von Durchgangsöffnungen, vorzugsweise in Form von Rundlochbohrungen eingebracht.
Der Handhabungsschenkel des Bimetallträgers kann in einer ortsfesten auch als Drehöffnung wirksamen Gehäuseöffnung oder -kontur lagefixiert sein. Dazu ist der Handhabungsschenkel zweckmäßigerweise im Bereich des Freiendes des Bimetalls po- sitioniert. Alternativ kann der Bimetallträger schlaufenartig geformt sein, wobei sich der Handhabungsschenkel dann stirnseitig am Bimetallträger abstützt. Bei dieser Ausführungsform ist vorzugsweise im Bereich des Schlaufenscheitels des Bime- tallträgers eine Sollbiegestelle gebildet.
Dieser zur Bimetalljustierung dienende Mechanismus, bei dem der das Bimetall haltende Bimetallträger über zwei Befestigungspunkte gehäusefest gelagert ist, von denen ein fixer Befestigungspunkt eine stabile Lagerung des Bimetalls - und da- mit des thermischen Auslösers - gewährleistet und der andere Befestigungspunkt die Einstellmittel zur Justierung des Bimetalls durch Verformung umfasst, ermöglicht eine feineinstellbare und exakte Justierung des thermischen Auslösers .
Das Schaltgerät weist ein Gehäuse auf, das aus Harnstoff- und/oder Melaminharz-Formmmasse gebildet ist. Die zu der Familie der Duroplaste zählenden Harnstoff- oder Melaminharze eignen sich insbesondere für eine kostenreduzierende Produktion von Massen- und Serienprodukten.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
FIG 1 und 2 in Draufsicht bzw. in perspektivischer Darstellung einen in ein Schaltgerät endmontierten thermischen Auslöser mit einer Justiervorrichtung mit verdrillbarem Bimetallträger mit kurzem Bimetall, FIG 3 und 4 in Darstellungen gemäß den Figuren 1 bzw. 2 die Justiervorrichtung mit langem Bimetall, FIG 5a bis 5d unterschiedliche Geometrien eines Handhabungsschenkels der Justiervorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 4, FIG 6 und 7 in einer Seitenansicht bzw. in perspektivischer Darstellung eine Justiervorrichtung mit alternativ verformbarem Bimetallträger, FIG 8 bis 11 Schnittdarstellungen verschiedener Varianten des Verformungsmechanismus der Justiervorrichtung, und FIG 12 und 13 in Draufsicht bzw. in perspektivischer Darstellung einen in ein Schaltgerät endmontierten thermischen Auslöser mit einer weiteren Justiervorrichtung mit einem Einstellmittel für den Bimetallträger mit kurzem Bimetall.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen ausschnittsweise ein Schaltgerät 1 bei abgehobenem Gehäusedeckel dessen Gehäuses 2, in dem die wesentlichen Teile eines justierbaren thermischen Auslösers sichtbar dargestellt sind. Der thermische Auslöser umfasst einen Bimetallstreifen 3, dessen Kontaktende 3a mit einem Bimetallträger 4 stoffschlüssig verbunden und somit ortsfest gehalten ist. Der Bimetallträger 4 ist mit einer Anschluss- klemme 5 zur Stromführung über das Schaltgerät 1 elektrisch leitend verbunden.
Das Freiende 3b des Bimetalls 3, d. h. die Bimetallspitze, steht einem Auslösehebel 6 beabstandet gegenüber, der mit einem nicht näher dargestellten Schaltwerk oder Schaltschloss in an sich bekannter Art und Weise gekoppelt ist. Dieser Ab- stand A zwischen der Bimetallspitze 3b und dem Auslösehebel 6 ist durch Verbiegen oder Verformen des Bimetallträgers 4 einstellbar. Der Bimetallträger 4 ist mehrfach abgekröpft oder abgebogen und zusätzlich stufenartig ausgeformt. Dabei kann auf jeder Stufe Sl, S2 und damit an unterschiedlichen Positionen oder Anschlussstellen des Bimetallträgers 4 ein Bimetall 3 mit dessen Kontaktende 3a fixiert werden. Dadurch sind sowohl ein kurzes Bimetall 3 gemäß den Figuren 1 und 2 als auch ein vergleichsweise langes Bimetall 3 gemäß den Figuren 3 und 4, welches indirekt beheizbar ausgeführt sein kann, an demselben Bimetallträger 3 fixier- oder anbringbar. Somit ist der ther- mische Auslöser für verschiedene Stromstärken bei optimaler Materialeinsparung auslegbar.
Der Bimetallträger 4 weist einen Handhabungsschenkel 4a und ein hierzu quer, d.h. zumindest annähernd rechtwinklig ver- laufender Halteschenkel 4b auf. Mit diesem Halteschenkel 4b ist das Kontaktende 3a des Bimetalls 3 stoffschlüssig verbunden. Der Halteschenkel 4b geht an einer Biegestelle 8 in einen Fixierschenkel 4c über, der selbst etwa U-förmig gebogen ist. Mit diesem Fixierschenkel 4c wird der Bimetallträger 4 im Gehäuse 2 durch entsprechende Gehäuseaufbauten oder - konturen 9 lagefixiert und mittels einer Anschlussschraube 11 klemmfixiert. Dabei liegt der Halteschenkel 4b über zumindest einen Teil dessen Schenkellänge anlagefrei im Gehäuse 2 ein. Im Bereich der Stufen Sl und S2 sind in den Halteschenkel 4b Sicken 12 eingebracht, so dass bei hoher Formstabilität und ausreichender Trägersteifheit ein relativ dünnes Blechmaterial für den Bimetallträger 4 verwendet werden kann.
Der im Bereich des Freiendes 3b des Bimetalls 3 liegende und dort nach außen gerichtete Handhabungsschenkel 4a des Bimetallträgers 4 ist stirnseitig in einer Gehäuseöffnung oder -kontur 13 gehalten und stützt sich dort ab. Der Handhabungsschenkel 4a ist verformbar ausgebildet. Dabei wird zur Bime- talljustierung und damit zur Einstellung des Abstands A zwischen dem Freiende 3b des Bimetalls 3 und dem Auslösehebel 6 mittels eines (nicht dargestellten) Handhabungswerkzeugs der Handhabungsschenkel 4a des Bimetallträgers 4 verdrillt und damit der Bimetallträger 4 verbogen oder verformt. Dadurch verändert sich die Lage des Bimetalls 3 zur Einstellung des Abstands A entsprechend.
So wird bei einer Verdrillung des Handhabungsschenkels 4a das Bimetall 3 und damit dessen Freiende oder Bimetallspitze 3b in Auslöserichtung D gedreht. Die Justiervorrichtung ist dabei im Wesentlichen durch den lagefixierten Handhabungsschenkel 4b des Bimetallträger 4 mit dem daran gehaltenen Bimetall 3 gebildet.
Die Figuren 5a bis 5d zeigen unterschiedliche Geometrien des Handhabungsschenkels 4a des Bimetallträgers 4. Während dieser T-förmig ausgebildete Handhabungsschenkel 4a gemäß Figur 5c prinzipiell aus Vollmaterial gebildet sein kann, sind zweck- mäßigerweise entlang der Schenkellängsachse 14 Durchgangsöffnungen 23 in den Handhabungsschenkel 4a und damit in den Justierbereich des Bimetallträgers 4 eingebracht. Diese Durchgangsöffnungen 23 können gemäß den Figuren 5b und 5d als Langlöcher bzw. als rechteckförmige Öffnungen ausgeführt sein. Vorteilhaft sind jedoch eine Anzahl von kreisförmigen Bohrungen 23 gemäß FIG 5a. Bei dieser Geometrie kann nämlich ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Verdrehwinkel und Längenänderung des Handhabungsschenkels 4a realisiert werden. Dadurch wird das gewünschte Ziel in besonders hohem Maße er- reicht, bei einem verhältnismäßig großen Verdrehwinkel und einer kleinen Längenänderung ein feinfühliges und genaues Justieren zu ermöglichen. Bei der Ausführungsform der Justiervorrichtung gemäß den Figuren 6 und 7 ist der Handhabungsschenkel 4a mit einer nasenartigen Kontur 15 versehen, die entlang einer bogenförmigen gehäuse- und damit ortsfesten Gegenkontur 16 geführt werden kann. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Justierung und damit die Einstellung des Abstandes A durch Verbiegen des Handhabungsschenkels 4a in Richtung des Pfeils 17. Dabei bewegt sich der Handhabungsschenkel 4a bei dessen Entlanggleiten über die nasenartige Kontur 15 entlang der bogenförmigen ortsfesten Gegenkontur 16 in Richtung des
Pfeils 18, so dass sich die Bimetallspitze 3b wiederum in Auslöserichtung D bewegt. Die Länge des durch den Pfeil 17 symbolisierten Bewegungsweges des Handhabungsschenkels 4a hängt dabei von der Steigung der bogenförmigen ortsfesten Gegenkontur 16 ab.
Bei der Ausführungsform des Bimetallträgers 4 gemäß den Figuren 8 und 9 ist der Handhabungsschenkel 4a wiederum nach innen abgebogen und dabei wiederum unter Bildung einer ersten Knick-/Biegestelle 19' abgekröpft. Die Knick-/Biegestelle 19λ ist - ebenso wie die Biegestelle 8 - durch eine Bohrung oder Stanzung im Blechmaterial des Bimetallträgers 4 gebildet. Freiendseitig ist der Handhabungsschenkel 4a in eine als Drehkontur wirksame Gehäuseaufnahme oder Drehöffnung 20 geführt, die in einer entsprechend positionierten
Gehäusekontur in Form zweckmäßigerweise eines domförmigen Gehäuseaufbaus 21 vorgesehen ist. An diesem innerhalb der Drehöffnung 20 liegenden Freiende des Handhabungsschenkels 4a greift das Betätigungswerkzeug zur Bimetalljustierung an.
Bei diesen Ausführungsformen wird durch Verdrehen oder Verdrillen des Handhabungsschenkels 4a in Richtung des dargestellten Doppelpfeils 22 der Bimetallträger 4 wiederum verbo- gen oder verformt und die Lage des Bimetalls 3 zur Einstellung des Abstands A verändert. Dabei erfolgt bei der Ausführungsform gemäß FIG 8 eine aufrollartige Verdrehung des Hand- habungsschenkels 4a um eine senkrecht zur Zeichenebene ver- laufende Achse.
Bei der Ausführungsform gemäß FIG 9 erfolgt eine Verdrillung des Handhabungsschenkels 4a um dessen Schenkelquerachse. Dabei ist der im Bereich der ersten Knick-/Biegestelle 19 x sowie freiendseitig gehaltene oder lagefixierte
Handhabungsschenkel 4a mittels eines gabelförmigen Verdrehoder Handhabungswerkzeugs 24 verdreh- oder verdrillbar, das dazu in die Dreh- oder Justieröffnung 20 eingesetzt und in Pfeilrichtung 22 gedreht wird. Auch hier wird wiederum bei einer Drehung des Handhabungsschenkels 4a in der dargestellten Pfeilrichtung 22 die Bimetallspitze bzw. das Freiende 3b des Bimetalls 3 in Auslöserichtung D gedreht und dadurch die BimetallJustierung durchgeführt. Bei diesen Ausführungsformen ist die Justiervorrichtung im Wesentlichen durch den Bimetallträger 4 mit dem daran gehaltenen Bimetall
3 und die als Justierkontur wirksame Drehöffnung 20 im Gehäuseaufsatz 21 gebildet.
Bei der Ausführungsform des thermischen Auslösers gemäß Figur 10 erfolgt eine Justierung des Bimetalls 3 durch eine Art
Knickbiegung des Handhabungsschenkels 4a des Bimetallträgers
4 in Richtung des Verformungspfeils 22 λ. Dabei ist' das Freiende 4a x des Handhabungsschenkels 4a in einer Gehäuseöffnung 20 Λ gehalten, so dass im mittleren Bereich 4a λX des Handha- bungsschenkels 4a dieser aus- oder eingeknickt werden kann. Auch hierbei wird wiederum bei einer Verformung des Handhabungsschenkels 4a in der dargestellten Pfeilrichtung 22 λ die Bimetallspitze bzw. das Freiende 3b des Bimetalls 3 in Auslö- serichtung D bewegt und dadurch die Bimetalljustierung durchgeführt.
Ferner zeigt Figur 11 eine alternative Ausführungsform, bei der der Halteschenkel 4b des Bimetallträgers 4 unter Bildung einer Schlaufe um eine Gehäusekontur 25 geführt ist. Dabei ist im Bereich des Schaufelscheitels 26 des Bimetallträgers 4 eine Sollbiegestelle 27 in diesen eingebracht. Bei dieser Ausführungsform liegt der Handhabungsschenkel 4a stirnseitig im Übergangsbereich zwischen dem Halteschenkel 4b und dem Fixierschenkel 4c und dabei in der Nähe der Biegestelle 8 des Bimetallträgers 4 an und stützt sich dort ab. Durch Verdrehen oder Verbiegen des Handhabungsschenkels 4a um die Sollbiegestelle 27 in Pfeilrichtung 22 x λ wird wiederum die Bimetall- spitze bzw. das Freiende 3b des Bimetalls 3 in Auslöserich- tung D gedreht und dadurch die Bimetalljustierung durchgeführt .
Die Figuren 12 und 13 zeigen eine alternative Ausführungsform des thermischen Auslösers, die sich einerseits von der
Ausführungsform des thermischen Auslösers gemäß den Figuren 1 und 2 durch den Einsatz eines Einstellmittels 28 in Form einer Einstellschraube oder alternativ dazu in Form eines stufenweise rastenden Steckstiftes oder dergleichen unterscheidet. Andererseits ist der durch das Einstellmittel 28 justierbare Handhabungsschenkel 4a weitestgehend senkrecht zu diesem angeordnet. Zudem ist der Bimetallträger 4 in der Ausführungsform gemäß den Figuren 12 und 13 im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 nach außen unter Zuhilfenahme einer biegebegünstigenden
Bohrung/Ausstanzung 29 an der ersten Knick-/Biegestelle 19 λ abgebogen. Im Anschluss daran ist unter Bildung einer zweiten, durch die Bohrung/Aus-stanzung 29 perforierten Knick-/Biegestelle 19 X der Bimetallträger 4 abgekröpft. Die
Biegestelle 8 ist in gleicher Weise wie die Knick-
/Biegestellen 19 19λΛ ausgebildet.
Im weiteren Verlauf des Bimetallträgers 4 sind im Bereich der Stufen Sl und S2 in den Halteschenkel 4b ebenfalls Sicken 12 eingebracht, so dass bei hoher Formstabilität und ausreichender Trägersteifheit ein relativ dünnes Blechmaterial für den Bimetallträger 4 verwendet werden kann. Sicken 12 und mit Bohrungen/Ausstanzungen 29 versehene Biege- und Knick-/biege -stellen 8 bzw. 19 19 können demnach je nach gewünschter Funktionsweise, wie z.B. ein partielle Aussteifen bzw. ein selbsttätiges Nachjustieren in Form einer Ausknickung an Sollbiegestellen, des Bimetallträgers 4 gezielt eingebracht werden.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 9 und 10 sowie 12 und 13 kompensiert der zur Bimetalljustierung dienende Mechanismus vorteilhafterweise auch eine praktisch unvermeidliche materialspezifische Gehäusenachschwindung. Typische Materialien sind in aller Regel Kunststoffe, insbesondere Duro- oder Thermoplaste. Ein Duroplast erweist dabei eine besonders gute thermische Stabilität, wobei sich ein Thermoplast durch eine feinere Ausgestaltungsmöglichkeit auszeichnet. Bevorzugt verwendete Duroplaste sind einerseits Harnstoffharz-Forirαrimassen und andererseits Melaminharz- Formmassen.
Ändert sich nämlich auf Grund einer derartigen Gehäusenach- schwindung die Position des Auslösehebels 6 in Richtung des Freiendes 3b des Bimetalls 3, so bewirkt diese Gehäusenachschwindung - je nach Ausführungsvariante des thermischen Auslösers - auch eine Annäherung der als Justierkontur wirksamen Gehäusekonturen, in denen der Bimetallträger 4 teilweise ein- und/oder anliegt. Die somit auf den Bimetallträger 4 eingeleitete Kraft bewirkt ein selbsttätiges Einknicken und/oder Verbiegen der Knick-
/Biegestellen 19 19 λ und ggf. der Biegestelle 8 derart, dass der Abstand A konstant bleibt. Dadurch kann ein ungewünschtes vorzeitiges Auslösen des thermischen Auslösers vermieden werden. Durch eine gezielte Änderung der geometrischen Beziehung zwischen der Biegestelle 8 und den
Knick-/Biegestellen 19λ,19Xλ kann das Nachführungsverhalten des Bimetallträgers 4 definiert werden.
Die bei kostengünstigen Materialien ggf. auf Grund von Wärmeoder Strahlungseinflüssen auftretenden Alterungsprozesse und die daraus entstehende Material/-Gehäuseschwindungen können somit mit Vorteil auf einfache Weise ausgeglichen werden.
Mit der erfindungsgemäßen Justiervorrichtung wird ein relativ großer Verformungsweg bei gleichzeitig relativ kleiner Längenänderung des zur Justierung verformbaren Bimetallträgers 4 erzielt. Dadurch ist eine besonders empfindliche oder feine Justierung des Bimetalls 3 eines thermischen Auslösers ermöglicht. Die Justiervorrichtung eignet sich dabei auch für eine Kaltjustierung, wobei zusätzliche Justierelemente, beispielsweise in Form einer Schraube oder dgl . , entfällt. Dadurch wird eine Kosteneinsparung erzielt, indem zusätzlich auch der Bimetallträger 4 auf relativ einfachen Werkzeugen gefertigt werden kann.
Zudem sind kostengünstige Materialien und insbesondere Bimetalle 3 unterschiedlicher Länge verwendbar, was wiederum zu einer erheblichen Kosteneinsparung führt. Mittels dieser Justiervorrichtung ist der eigentliche Justiervorgang zumindest in Grenzen reversibel. Ferner ist der Justiervorgang bei offenem oder geschlossenem Gerätegehäuse 2 durchführbar. Auch ist bei gleichzeitig robuster Lagerung des Bimetalls 3 die
Justiervorrichtung und damit der thermische Auslöser besonders unempfindlich gegen Stoßbelastungen.
Die zuvor erläuterte Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden:
Um eine besonders kostengünstige und einfach einstellbare Justiervorrichtung für einen thermischen Auslöser eines Schaltgeräts 1, insbesondere eines Leitungsschutzschalters, anzugeben, ist vorgesehen, dass bei dem thermischen Auslöser, mit einem an einem Bimetallträger 4 ortsfest gehaltenen Bimetall 3, dessen Freiende 3b zu einem Auslösehebel 6 beabstandet ist und diesen infolge thermischer Verformung zunehmend in Auslöserichtung D beaufschlagt, der Abstand A zwischen dem Auslösehebel 6 und dem Freiende 3b des Bimetalls 3 durch Verformen des Bimetallträgers 4 einstellbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Justiervorrichtung für einen thermischen Auslöser eines Schaltgerätes (1), mit einem an einem Bimetallträger (4) ortsfest gehaltenen Bimetall (3) , dessen Freiende (3b) zu einem Auslösehebel (6) beabstandet ist und diesen infolge thermischer Verformung des Freiendes (3b) zunehmend in Auslöserichtung (D) beaufschlagt, wobei der Abstand (A) durch Verformen des Bimetallträgers (4) einstellbar ist.
2. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bimetallträger (4) einen freiendseitigen Handhabungsschenkel (4a) und einen parallel zum Bimetall (3) verlaufenden und mit dessen Kontaktende (3a) verbundenen stufenförmig gebogenen Halteschenkel (4b) aufweist.
3. Justiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Abstand (A) durch manuelles Verformen des Handhabungsschenkels (4a) und/oder des Halteschenkels (4b) des Bimetallträgers (4) einstellbar ist.
4. Justiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Abstand (A) durch Verdrillen des quer zum Halteschenkel (4b) verlaufenden Handhabungsschenkels (4a) und/oder durch Verbiegen des Halteschenkels (4b) einstellbar ist. •
5. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Handhabungsschenkel (4a) und/oder der Halteschenkel (4b) lochblechartig mit einer Anzahl von in Schenkellängsrichtung (14) hintereinander angeordneten Durchgangsöffnungen (23) ausgebildet ist.
6. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Bimetallträger (4) einen sich über eine Abkröpfung (8) an den Halteschenkel (4b) anschließenden und zumindest annähernd U-förmigen Fixierschenkel (4c) aufweist.
7. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Handhabungsschenkel (4a) des Bimetallträgers (4) in einer ortsfesten Öffnung (13;20) lagefixiert ist.
8. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 oder 10, wobei der Handhabungsschenkel (4a) im Bereich des Freiendes (3b) des Bimetall (3) positioniert ist.
9. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, 7 oder 8, wobei sich der Handhabungsschenkel (4a) am schlaufenartig geformten Bimetallträger (4) abstützt.
10. Justiervorrichtung nach Anspruch 9, wobei im Bereich des Schlaufenscheitels (26) des Bimetallträgers (4) eine Sollbie- gesteile (27) gebildet ist.
11. Justiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Abstand (A) durch selbsttätiges Verformen des Handhabungsschenkels (4a) und/oder des Halteschenkels (4b) des Bimetallträgers (4) einstellbar ist.
12. Justiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 11, wobei der Abstand (A) durch gehäuseschwindungsbedingtes Verbiegen des Handhabungsschenkels (4a) und/oder des Halteschenkels (4b) des Bimetallträgers (4) an vorgebbaren Biege- und/oder Knick- /Biegestellen (8 bzw. 19\19λ>) einstellbar ist.
13. Justiervorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Verbiegen durch eine Gehäuseschwindung und der sich dadurch ergebenden Annäherung der als Justierkontur wirkenden Gehäusekonturen bedingt ist, in denen der Bimetallträger (4) teilweise ein- und/oder anliegt.
14. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei an zumindest einer Position des Bimetallträgers (4), insbesondere im stufenförmigen Bereich des Halteschenkels (4b) , eine Bohrung/Ausstanzung (29) zur Bildung einer Biege- und/oder Knick-/Biegestellen (8 bzw. 19 ,19 x) angeordnet ist.
15. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Schaltgerät (1) ein Gehäuse (2) aus Harnstoff- und/oder Melaminharz-
Formmasse aufweist.
16. Schaltgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter, mit einer Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
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