DE2811686C3 - Auslöser für Schutzschalter - Google Patents

Description

ίο Die Erfindung bezieht sich auf einen Auslöser für Schutzschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiger als Auslöser dienender elektrischer Haltemagnet für hochempfindliche Fehlerstromschutzschalter ist in der DE-AS 15 63 695 beschrieben. Dieser besteht aus zwei mit einer Erregerwicklung versehenen Schenkeln und einem Anker aus magnetisch gut leitendem Werkstoff sowie einem zwischen den Schenkeln liegenden Dauermagneten und ist mit einem zwischen Dauermagnet und Erregerwicklung angeordneten magnetischen Nebenschlußkörper versehen. Die Schenkel sind dabei flache Platten, zwischen denen außer dem Dauermagneten der magnetische Nebenschlußkörper angeordnet ist, und an ihrer Außenseite befinden sich magnetische Zusatzkörper. Alle Teile sind mit durchgehenden Schrauben zusammengehalten. Der federbelastete Anker klappt stirnseitig vor die beiden Schenkel und schließt damit den magnetischen Kreis. Dieser Auslöser ist aufwendig in seiner Konstruktion, insbesondere das erforderliche Bearbeiten der Polflächen durch Feinschleifen.

Ähnliche Konstruktionen für Auslöser sind in der DE-OS 20 00 138 und DE-OS 25 29 221 beschrieben. Diese Auslöser sind noch aufwendiger in ihrer Konstruktion und auch hierbei müssen die Polflächen zwischen dem Anker und dem Magnetjoch feingeschliffen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen Auslöser mit zweckentsprechend gewählten Bauteilen bei einfacher Montage zu schaffen, der insbesondere bei Fehlerstromschutzschaltern mit Hilfsenergie verwendet werden soll, der aber auch als allgemeiner Auslöser aufgrund eines elektrischen Impulses oder bei Überschreiten eines elektrischen Ansprechwertes (Strom oder Spannung) einen mechanisehen Vorgang in einer Richtung durchführen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die verwendeten zylindrischen Teile aus ferromagnetischem Material so bereits als Rohmaterial eine hochwertige Oberfläche aufweisen, so daß ein Bearbeiten der Polflächen beispielsweise durch Schleifen von vornherein entfällt. Durch die punktförmige Auflage der sich kreuzenden Zylinder wird eine eindeutige Berührung der Mantelflächen erreicht und auch beim Abrollen des Klappankers auf dem einen Schenkel ergibt sich eine einwandfreie Lagerstelle. Die Erregerwicklung läßt sich als einfache Rundspule ohne einen zusätzlichen Spulenkörper oder eine Bandage herstellen und auf die Schenkel aufstekken. Alle Teile werden lose in das zweckentsprechend ausgebildete zweiteilige Gehäuse eingelegt — Wurfmontage — und durch die Magnetkraft sowie durch das mit entsprechend angepaßten Aussparungen versehene Gehäuse mit ausreichendem Spiel gehalten. Außerdem entsteht an den punktförmigen Berührungsstellen des Klappankers mit den beiden Schenkeln eine größere spezifische Belastung, so daß eine Verunreinigung durch einen öl- oder Fettfilm die Ansprechwerte des

Auslösers kaum verändert während bei den bekannten geschlifffenen Polflächen eine derartige Verschmutzung der Berührungsflächen die Funktion des Auslösers wesentlich beeinflußt Ferner ist die Wahrscheinlichkeit einer Verunreinigung der Polflächen durch kleine Festkörper bei der erfindungsgemäßea Lösung durch die punktförmigen Berührungsflächen wesentlich kleiner als bei planen Polflächen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche. ι ο

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert

F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die wesentlichen Bauteile des Auslöserelais mit einem lediglich der Schnittebene der F i g. 2 entsprechend angedeuteten Gehäuse, während

Fig.2 das Auslöserelais im Querschnitt in der Schwenkebene des Klappankers zeigt

F i g. 3 stellt eine Variante der F i g. 2 in Teilansicht dar.

Das Auslöserelais hat einen magnetischen Kreis mit zwei als zylindrische Körper ausgebildeten Schenkeln 1 und 2, die jeweils mit ihrer Mantelfläche la, 2a an einer der beiden Polflächen 3N,3Seines Permanentmagneten 3 anliegen. Die beiden Schenkel aus ferromagnetischem Rundmaterial sind gegenüber den Abmessungen des Permanentmagneten so abgelängt daß freistehende Teile ib, 2b entstehen. Quer über diese freistehenden Teile der Schenkel ist ein ebenfalls aus ferromagnetischem Rundmaterial hergestellter mit einer Nut 4a versehener Klappanker 4 gelegt An den Mantelflächen der Zylinder entsteht damit eine nahezu punktförmige Berührung mit hoher Oberflächengüte der Eisenteile des magnetischen Kreises. In die Nut des Klappankers ist ein glatter Federdraht 5 eingelegt, der am gegenüberliegenden Ende eine Abwinkelung 5a aufweist und mittels einer Schraube 6 in seiner den Klappanker beeinflussenden Federkraft einstellbar ist. Der Klappanker ist dabei so bemessen, daß sein über ao den Lagerpunkt Ic hinausragendes freistehendes Ende 4b etwa die gleiche Länge hat wie der über die beiden Schenkel reichende auf der anderen Seite des Lagerpunktes befindliche Teil 4c Hierdurch wird eine etwa gleiche Massenverteilung des Klappankers erreicht und das Auslöserelais ist weitgehend erschütterungsfrei. Auf dem Schenkel 2 ist lose eine Erregerwicklung 7 aufgestecht, die bei geeigneter Erregung den magnetischen Fluß des Permanentmagneten teilweise aufhebt wodurch die am anderen freien Ende des Klappankers angreifende Federkraft der magnetischen Haltekraft überwiegt und der Anker abfällt.

Die bisher beschriebenen Bauteile werden in einem aus Isolierstoff bestehenden Gehäuse 8 gehalten, welches aus einem Unterteil 8a und einem Deckel Sb besteht die nach der Montage des Auslöserelais in nicht näher dargestellter Weise miteinander verbunden werden. Wie insbesondere aus der F i g. 2 ersichtlich ist, sind im Unterteil Aussparungen für die beiden Schenkel 1, 2 nebst der Erregerwicklung 7 und den Permanentmagneten 3 vorhanden, so uaß diese Teile nach dem Einlegen in der vorbeschriebenen Weise einander berühren können. Auch für den Klappanker 4 ist im Unterteil eine Aussparung vorgesehen, die seine möglichen Bewegungsrichtungen im wesentlichen vorbestiirmt Der Federdraht 5 wird an der Abwinkelung 5a im Gehäuse festgehalten und auf seinem Längsumfang in einem Schlitz geführt Da der Federdraht in die Nut am freistehenden Ende 4b des Klappankers eingreift und diese zentriert ist auch die Lage des Klappankers in seiner Längsachse vorbestimmt. Im Deckel sind eine Gewindebohrung für die Schraube 6 und eine Bohrung für einen oberhalb des Klappankers angeordneten Einschaltknopf 9 vorgesehen. Außerdem ist der Deckel mit entsprechend angepaßten die Bauteile von oben zentrierenden Vorsprüngen versehen.

Zusätzlich besteht im Gehäuseunterteil die Möglichkeit in quer zu den Schenkeln verlaufende Aussparungen Eisenrückschlüsse 10 einzulegen. Diese dienen als direkter Rückschluß für den Magneten, so daß der Klappanker nur im Nebenschluß hierzu arbeitet. Außerdem besteht durch geeignete Materialwahl für die Rückschlüsse die Möglichkeit der Temperaturkompensation des Permanentmagneten.

Die Wirkungsweise des Auslöserelais ist ähnlich wie bei den bekennten Auslösern. Der Permanentmagnet hält mit seinen Polflächen die beiden Schenkel und durch die magnetische Haltekraft den Klappanker ohne Luftspalt in der in den Figuren gezeigten Stellung. Fließt nun durch die Erregerwicklung ein Strom von bestimmter Stärke und Richtung, so entsteht ein dem Fluß des Permanentmagneten entgegenwirkender magnetischer Fluß und der Klappanker schwenkt unter dem Einfluß des Federdrahtes 5 um den Lagerpunkt Ic. Das freistehende Ende 4£>des Klappankers macht dabei in Richtung des Pfeiles 11 eine Schwenkbewegung, die mechanisch auf die Verklinkung eines Schaltschlosses oder einen Kontakthebel einwirkt. Die Rückstellung erfolgt durch den Einschaltknopf 9 von Hand oder automatisch durch die Auslösebewegungen des entklinkten Schlosses.

Das Gehäuse kann ohne zusätzlichen Aufwand um eine zwischen den beiden Schenkeln gedachte senkrechte Symmetrieebene spiegelbildlich aufgebaut sein, so daß ohne Schwierigkeiten auch eine spiegelbildliche Montage der Bauteile des magnetischen Kreises durchgeführt werden kann. Dies hat den Vorteil, daß die Auslösebewegung des Klappankers unterschiedlichen Forderungen leichter angepaßt werden kann. Bei einer Variante des Auslöserelais gemäß F i g. 3 ist es sogar leicht möglich, ein thermisch belastetes Bimetall 12 auf den Klappanker einwirken zu lassen. Durch Reihenschaltung der Erregerwicklung mit dem bimetall und eines durch den Klappanker betätigten Kontaktstückes 14 oder 14a entsteht damit ein Schutzschalter mit thermischer und magnetischer Ansprechgrenze in kleinster Bauweise. Wenn die elektrischen Anschlüsse über Lötstifte 13 aus dem Gehäuse herausgeführt sind, so eignet sich ein derartiger Schutzschalter auch für den Einbau auf Leiterplatten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Auslöser für Schutzschalter, insbesondere für Fehlerstromschutzschalter, mit einem magnetischen Kreis, der aus zwei ferromagnetischen Schenkeln mit dazwischenliegend angeordnetem Permanentmagneten und einem federbelasteten Anker aufgebaut ist und auf einem Schenkel eine Erregerwicklung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden als zylindrische Körper ausgebildeten Schenkel (1, 2) mit ihrer Mantelfläche (la, 2a) an jeweils einer der Polflächen (3N, 3S) des Permanentmagneten (3) lediglich durch Magnetkraft gehalten anliegen und dabei aufgrund ihrer Länge auf einer Seite über die Polflächen (3N, 3S) des Permanentmagneten (3) hinausragen, daß quer über die beiden so entstandenen freistehenden zylindrischen Teile (Ib. 2b)der Schenkel (1,2) ein ebenfalls als Zylinder ausgebildeter Klappanker (4) gelegt ist, der einseitig über den einen als Lagerpunkt (ic) dienenden Schenkel (1) für den Angriff einer Feder (Federdraht 5) und zur Einleitung eines Auslösevorganges hinausragt und durch seine punktförmige Auflage der sich kreuzenden Zylinder den magnetischen Kreis schließt, und daß alle Teile (Schenkel 1, 2; Permanentmagnet 3; Klappanker 4; Federdraht 5; Erregerwicklung 7) in einem ihre funktionsmäßige Bewegung freigebenden Gehäuse (8) lediglich durch Einlegen gehalten sind.

2. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (8) quer zu den Schenkeln (1, 2) unterhalb des Permanentmagneten (3) Aussparungen vorgesehen sind, in die Eisenrückschlüsse (10) zur Dosierung der Auslösekraft und/oder zur Temperaturkompensation einlegbar sind, wobei der Klappanker (4) in einem magnetischen Nebenschluß zu den Eisenrückschlüssen (10) liegt.

3. Auslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das freistehende Ende (Ab) des Klappankers (4) eine Nut (Aa) eingestochen ist, in die ein einseitig abgewinkelter und mit der Abwinkelung (Sa) im Gehäuse (8) gehaltener Federdraht (5) eingreift, dessen Federkraft mittels einer im Gehäuse (8) geführten Schraube (6) einstellbar ist.

4. Auslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freistehende über die Lagerstelle hinausragende Ende (Ab) des Klappankers (4) etwa ebenso lang ist wie der über die beiden Schenkel (1,2) reichende Teil (Ac).

5. Auslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) aus einem Unterteil (8a) und einem Deckel (9b) besteht und beide Teile (Unterteil ia, Deckel Sb) um eine gedachte, zwischen den Schenkeln (1,2) verlaufende senkrechte Symmetrieebene spiegelbildlich aufgebaut sind.

6. Auslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freistehende Ende (Ab) des Klappankers (4) aus dem Gehäuse (8) herausragt und die Entklinkung eines Schaltschlosses (Pfeil 11) oder die Bewegung eines Kontaktstükkes(14; 14a)mechanisch einleitet.

7. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Klappanker (4) zusätzlich ein thermisch belastetes Bimetall (12) angreift, welches mit der Erregerwicklung (7) elektrisch in Reihe geschaltet ist

8. Auslöser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse aus dem Gehäuse (8) mittels Lötstiften (13) zur Befestigung auf Leiterplatten herausgeführt sind.