DE10036351A1

DE10036351A1 - Tripping device for tripping out overload or short-circuits has a U-shaped magnetic yoke, a cutout blade impacted by a spring device via pole shanks in the magnetic yoke and a U-shaped bimetallic element.

Info

Publication number: DE10036351A1
Application number: DE2000136351
Authority: DE
Inventors: Christoph Bausch; Gerd Voiss; Bernd Saueressig
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: DE10036351B4

Abstract

A tripping device (1) has a U-shaped magnetic yoke (3), a cutout blade (11) impacted by a spring device (31) via pole shanks (7) in the magnetic yoke and a U-shaped bimetallic element (19) to act as an exciter coil with a shunt circuit (21) coupled in parallel to these.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslöseeinrichtung zur Überlast- und Kurzschluss auslösung für Schutzschalter im Niederspannungsbereich, wie Leistungs schalter, Leitungsschutzschalter oder Motorschutzschalter, nach dem Ober begriff von Anspruch 1.The invention relates to a triggering device for overload and short circuit Tripping for circuit breakers in the low voltage range, such as power switch, circuit breaker or motor protection switch, according to the upper Concept of claim 1.

Aus den Druckschriften DE-U-92 03 984 und DE-C-42 02 122 ist eine derartige Auslöseeinrichtung für einen mehrpoligen Schutzschalter bekannt, die pro Pol einen Thermoauslöser und einen Magnetauslöser enthält. Der Magnetauslöser besteht aus einem U-förmigen Magnetjoch, einem entfernt von dessen Pol schenkeln endseitig gelagerten Klappanker und einer vom Hauptstrom der Polphase beaufschlagten Erregerwicklung. Der zur Kurzschlussauslösung des Schutzschalters dienende Magnetauslöser arbeitet mit einem der Überlast auslösung dienenden Bimetallauslöser im Verbund, dessen annähernd U-för miges Bimetall und ein diesem parallel geschalteter Shunt als Erregerwicklung für den Magnetauslöser dienen. Beim Auftreten eines Kurzschlussstromes in der Polphase wird der Klappanker entgegen der Kraftwirkung einer Zugfeder und unter Verringerung des Luftspaltes zwischen Magnetjoch und Klappanker zum Magnetjoch geklappt. Der Klappanker greift mit seinem Ende, das sich gegenüber der Lagerstelle befindet, in eine Auslösebrücke, welche die Bewe gung des Klappankers auf den Klinkenmechanismus eines Schaltschlosses des Schutzschalters überträgt. Über einen Einstellschieber wird die Ruhelage des Klappankers festgelegt, damit der Luftspalt zwischen Magnetjoch und Klappanker bestimmt und somit die Auslöseempfindlichkeit des Magnetauslö sers eingestellt. Die Schockfestigkeit und Auslösegeschwindigkeit des Mag netauslöser dieser Auslöseeinrichtungen ist unbefriedigend aufgrund der end seitigen Lagerung des Klappankers. Außerdem ist der Magnetauslöser mit ho hen Toleranzen behaftet, die sich in der Notwendigkeit, eng tolerierte oder eine Auswahl mehrerer Zugfedern zu verwenden, äußern. Such is known from the publications DE-U-92 03 984 and DE-C-42 02 122 Tripping device for a multi-pole circuit breaker known per pole contains a thermal release and a magnetic release. The magnetic trigger consists of a U-shaped magnetic yoke, one away from its pole leg hinged anchors and one of the main stream of the Polphase applied excitation winding. The short circuit release of the Circuit breaker serving magnetic release works with one of the overload triggering serving bimetallic release in the network, the approximately U-för Bimetal and a shunt connected in parallel as an excitation winding serve for the magnetic release. When a short circuit current occurs in The hinged anchor becomes the pole phase against the force of a tension spring and reducing the air gap between the magnetic yoke and the hinged anchor folded to the magnetic yoke. The hinged anchor engages with its end that opposite the storage location, in a release bridge, which the Bewe the hinged anchor on the latch mechanism of a key switch of the circuit breaker. The rest position is via an adjusting slide of the hinged anchor so that the air gap between the magnetic yoke and Folding anchor determines and thus the trigger sensitivity of the magnetic trigger sers set. The shock resistance and release speed of the Mag The net trigger of these tripping devices is unsatisfactory due to the end sided storage of the hinged anchor. In addition, the magnetic release with ho hen tolerances, which are in need of being closely tolerated or one Express choice of multiple tension springs to use.

In den Druckschriften DE-A1-29 05 275 und DE-A1-41 10 660 sind Magnetauslö ser zur Fehlerstromauslösung beschrieben, die aus einem U-förmigen Mag netjoch, einem am Mittelschenkel des Magnetjochs befestigten Permanent magneten, einem im Bereich seiner Schwerelinie unmittelbar an einem der Polschenkel des Magnetjochs gelagerten Klappanker und einer von einem Fehlerstrom beaufschlagten Erregerwicklung bestehen. Im Ruhezustand liegt der Klappanker unter dem Einfluss der Kraftwirkung des Permanentmagneten an beiden Polschenkeln an und klappt beim Auftreten eines Fehlerstromes unter der Kraftwirkung der Zugfeder einseitig von einem Magnetjoch weg. Diese Magnetauslöser sind durch die schenkelnahe Lagerung des Klappan kers mit einer hohen Streuung der Magnetkraft behaftet, die zum einen eine hohe Toleranz bezüglich des auslösenden Stromes und zum anderen eine problematische Einstellung des Auslösewertes zur Folge haben. Außerdem sind diese Magnetauslöser nicht für Auslöseeinrichtungen für hohe Kurz schlussströme wie bei Leistungsschaltern, Leitungsschutzschaltern oder Mo torschutzschaltern geeignet.In the documents DE-A1-29 05 275 and DE-A1-41 10 660 are magnetic triggers described for fault current tripping, which from a U-shaped mag netjoch, a permanent attached to the middle leg of the magnetic yoke magnets, one in the area of its gravity line directly on one of the Pole arm of the magnetic yoke mounted hinged armature and one of one Excitation winding subject to residual current exist. Is at rest the hinged anchor under the influence of the force of the permanent magnet on both pole legs and works when a fault current occurs under the force of the tension spring on one side away from a magnetic yoke. These magnetic releases are due to the hinged storage of the Klappan kers afflicted with a high dispersion of the magnetic force, which on the one hand high tolerance regarding the triggering current and on the other one result in problematic setting of the trigger value. Moreover these magnetic triggers are not for tripping devices for high short short-circuit currents such as for circuit breakers, miniature circuit breakers or Mo gate protection switches suitable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Auslöseeinrichtung zur Überlast- und Kurzschlussauslösung mit verbesserter Schockfestigkeit, Auslö segeschwindigkeit und Toleranz bzw. Einstellbarkeit des Auslösewertes anzu geben.The invention is therefore based on the object of a triggering device Overload and short-circuit release with improved shock resistance, tripping speed and tolerance or adjustability of the trigger value give.

Ausgehend von einer Auslöseeinrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unab hängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteil hafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.Starting from a triggering device of the type mentioned at the beginning Task according to the characteristic features of the independent dependent claim solved, while the dependent claims advantage adhesive developments of the invention can be found.

Die erfindungsgemäße thermomagnetische Auslösevorrichtung mit polschen kelferner und schwereliniegleicher oder -naher Lagerung des Klappankers ist mit geringen Fertigungs- und Materialstreuungen behaftet und weist eine aus reichend großen Arbeitsluftspalt bei kleineren Hebellängen bzw. Wegen des Klappankers auf, woraus ein größerer und genauere Einstellbarkeit für den Kurzschlussauslösestrom resultiert. Der wenigstens annähernd massensym metrisch gelagerte Klappanker, der auf seiner einen Seite mit den Polschen keln und mit dem gegenüberliegenden Ende mit einem oder mehreren Über tragungselement(en) zum Schaltschloss des Schutzschalters sowie gegebe nenfalls mit einem Einstellelement in Wirkverbindung steht, hat ein verringertes Trägheitsdrehmoment, was zu einer erhöhten Schockfestigkeit und Auslöse geschwindigkeit führt.The thermomagnetic release device according to the invention with polschen storage of the hinged anchor that is similar to or close to the gravity line with little manufacturing and material scatter and shows one sufficiently large working air gap with smaller lever lengths or because of the Folding anchor on, resulting in a larger and more precise adjustability for the Short-circuit release current results. The at least approximately massive metric hinged anchors, with the poles on one side and with the opposite end with one or more over support element (s) for the circuit breaker of the circuit breaker and given is in operative connection with an adjusting element, has a reduced one Moment of inertia, resulting in increased shock resistance and triggering speed leads.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass an zwei von den Polschenkeln abstehenden Ausbildungen Lagerausnehmungen für vom Klappanker seitlich abstehende Lagerzapfen ohne Rundung ausgebildet sind, wodurch eine technologisch einfache Fertigung des Klappankers in Verbin dung mit einem einfach herstellbaren Magnetjoch mit Lagerausnehmungen realisierbar ist. Eine darauf aufbauende Weiterbildung besteht darin, dass die Lagerausnehmungen U-förmig, sich nach außen aufweitend und an jeder der drei inneren Stirnflächen nach innen gewölbt ausgebildet sind, wodurch keine technologisch aufwendigen Radien an den Lagerzapfen erforderlich sind.An advantageous development of the invention is that two of the pole legs protruding training recesses for from Hinged anchors projecting laterally without rounding are formed, which means that the hinged anchor is manufactured in a technologically simple manner with an easy to produce magnetic yoke with bearing recesses is feasible. Further training based on this is that the Bearing recesses U-shaped, expanding outwards and on each of the three inner end faces are curved inwards, which means none technologically complex radii on the bearing pins are required.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgen den, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigenFurther details and advantages of the invention result from the following the embodiment explained with reference to figures. Show it

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Magnetauslöser in perspektivischer Dar stellung; Figure 1 is a magnetic release according to the invention in perspective Dar position.

Fig. 2 den Magnetauslöser in Seitenansicht II von Fig. 1. Fig. 2 shows the magnetic release in side view II of FIG. 1,.

Die Auslöseeinrichtung 1 ist einer Polphase eines nicht weiter dargestellten dreipoligen Schutzschalters zugeordnet. Die für die beiden anderen Polphasen vorgesehenen gleichen Auslöseeinrichtungen sind nicht gezeigt. Der Magnet auslöser der Auslöseeinrichtung 1 weist ein U-förmiges Magnetjoch 3 aus Ei sen auf. Das Magnetjoch 3 besteht aus einem Mittelschenkel 5 sowie aus zwei seitlichen Polschenkeln 7. Von den Polschenkeln 7 ragen Ausbildungen 8 und 9 nach oben ab, in denen ein Klappanker 11 aus Eisen schwenkbar gelagert ist. Der Klappanker 11 besitzt zwei seitlich ausgestanzte Lagerzapfen 10, die in Lagerausnehmungen 12 der Ausbildungen 8 und 9 gelagert sind. Die La gerausnehmungen 12 sind U-förmig ausgebildet, weiten sich nach außen, d. h. in der Zeichnung nach unten, leicht auf und weisen an jeder der drei inneren Stirnflächen nach konvexe Wölbungen auf. Durch diese Form der Lageraus nehmungen 12 ist eine stabile Lagerung des Magnetankers 11 gewährleistet, obwohl in technologisch einfachster Weise nur kantig ausgestanzte Lager zapfen 10 vorgesehen sind. Zwischen den Polenden 13 der Polschenkel 7 und der vorzugsweise rechteckig gefalteten Ankerplatte 15 des Klappankers 11 ist der Luftspalt 17 ausgebildet. Die Erregerwicklung für den Magnetauslöser wird durch ein U-förmiges Bimetall 19 sowie einem diesem parallel geschalteten U- förmigen Shunt 21 gebildet. Bimetall 19 und Shunt 21 sind Bestandteil des thermischen, verzögerten Überstromauslösers der Auslöseeinrichtung 1. Der Hauptstrom der Polphase und damit der Erregerstrom für den Magnetauslöser fließt über einen Anschlussleiter 23 zu, teilt sich zwischen Bimetall 19 und Shunt 21 auf und fließt über eine innere Stromschiene 25 weiter. Der Klappan ker 11 bzw. das Bimetall 19 endet an seinem oberen Ende sich verjüngend in einem Greifer 27 bzw. 28. Mit dem Greifer 27 bzw. 28 reicht der Klappanker 11 bzw. das Bimetall 19 in eine zugehörige, nicht dargestellte Auslösebrücke. Zwischen der Ausbildung 9 und dem Klappanker 11 greift ein als Zugfeder ausgebildetes Federmittel 31 an, durch das der Klappanker 11 unterhalb des Auslösewertes des Magnetauslösers in der gezeigten Ruheposition gehalten wird. Der Greifer 27 steht zur Einstellung der Ruhelage des Klappankers 11 weiterhin in Wirkverbindung mit einem ebenfalls nicht dargestellten Einstell schieber, womit über die Größe des Luftspaltes 17 der Auslösewert einstellbar ist. Die Auslösempfindlichkeit des Magnetauslösers, d. h. die Größe des Hauptstromes, bei dem der Klappanker 11 an die Polenden 13 angezogen wird, wird durch die einstellbare Ruhelage des Klappankers 11 bestimmt.The tripping device 1 is assigned to a pole phase of a three-pole circuit breaker, not shown. The same triggering devices provided for the other two pole phases are not shown. The magnet trigger of the trigger device 1 has a U-shaped magnet yoke 3 from egg sen. The magnetic yoke 3 consists of a central leg 5 and two lateral pole legs 7 . Formations 8 and 9 protrude upward from the pole legs 7 , in which a hinged anchor 11 made of iron is pivotably mounted. The hinged anchor 11 has two laterally punched-out bearing journals 10 , which are mounted in bearing recesses 12 in the formations 8 and 9 . The La gerausnehmungen 12 are U-shaped, widen outwards, ie downwards in the drawing, slightly and have convex curvatures on each of the three inner end faces. This shape of the bearing recesses 12 ensures a stable mounting of the magnet armature 11 , although in a technologically simple way only angular punched out bearing pin 10 are provided. The air gap 17 is formed between the pole ends 13 of the pole legs 7 and the preferably rectangularly folded anchor plate 15 of the hinged armature 11 . The field winding for the magnetic release is formed by a U-shaped bimetal 19 and a U-shaped shunt 21 connected in parallel with it. Bimetal 19 and shunt 21 are part of the thermal, delayed overcurrent release of the release device 1 . The main current of the pole phase and thus the excitation current for the magnetic release flows in via a connecting conductor 23 , divides between bimetal 19 and shunt 21 and continues to flow via an inner conductor rail 25 . The Klappan ker 11 or the bimetal 19 ends at its upper end tapering in a gripper 27 or 28th With the gripper 27 or 28, the hinged armature 11 or the bimetal 19 extends into an associated release bridge, not shown. Between the formation 9 and the hinged armature 11 , a spring means 31 designed as a tension spring engages, by means of which the hinged armature 11 is held below the trigger value of the magnetic trigger in the rest position shown. The gripper 27 is for adjusting the position of rest of the hinged armature 11 continues to slide in operative connection with a setting, also not shown, so about the size of the air gap 17 of the trigger value is adjustable. The trigger sensitivity of the magnetic release, ie the size of the main current at which the hinged armature 11 is attracted to the pole ends 13 , is determined by the adjustable rest position of the hinged armature 11 .

Beim Auftreten eines die eingestellte Auslöseschwelle überschreitenden Kurz schlussstromes wird die Polplatte 15 entgegen der Kraftwirkung des Feder mittels 31 an die Polenden 13 gezogen, wobei der Greifer 27 diese Schwenk bewegung über den Auslöseschieber auf das Klinkensystem des Schalt schlosses übertragt, wodurch der Schutzschalter ausgelöst, d. h. abgeschaltet wird. Die Lagerzapfen 10 und damit die Schwenkachse des Klappankers 11 verlaufen in einer der Schwerelinien des Klappankers 11 oder wenigstens nahe und parallel zu dieser Schwerelinie. Diese Schwerelinie verläuft durch den Massenmittelpunkt des Klappankers 11. Aus dieser Lagerung resultiert ein geringes Trägheitsdrehmoment des Klappankers 11, was zu einer erhöhten Schockfestigkeit sowie Auslösegeschwindigkeit des Magnetauslösers der Auslöseeinrichtung 1 führt. Die Lagerausnehmungen 12 sind weit genug von den Polenden 13 des Magnetjochs 3 angeordnet. Daraus resultiert für die Ru helage des Klappankers 11 ein ausreichender Abstand der Ankerplatte 15 von den Polenden 13 bzw. eine ausreichende Größe des Luftspaltes 17, was zu einer erheblich verringerten Empfindlichkeit des Magnetauslösers von Tole ranzen seiner magnetischen Bestandteile und des Federmittels 31 und damit zu einer verbesserten Einstellgenauigkeit und einem vergrößerten Einstellbe reich des Magnetauslösers der Auslöseeinrichtung 1 führt.When a short-circuit current exceeds the set trigger threshold, the pole plate 15 is pulled against the force of the spring by means of 31 to the pole ends 13 , the gripper 27 transmitting this pivoting movement via the trigger slide to the pawl system of the switching lock, which triggers the circuit breaker, ie is switched off. The bearing pins 10 and thus the pivot axis of the hinged anchor 11 run in one of the lines of gravity of the hinged anchor 11 or at least close to and parallel to this line of gravity. This gravity line runs through the center of mass of the hinged anchor 11 . This mounting results in a low moment of inertia of the hinged armature 11 , which leads to increased shock resistance and release speed of the magnetic release of the release device 1 . The bearing recesses 12 are arranged far enough from the pole ends 13 of the magnetic yoke 3 . This results in the Ru helage of the hinged armature 11, a sufficient distance of the armature plate 15 from the pole ends 13 or a sufficient size of the air gap 17 , resulting in a significantly reduced sensitivity of the magnetic trigger from Tole ranz its magnetic components and the spring means 31 and thus to one improved setting accuracy and an enlarged setting range of the magnetic trigger of the trigger device 1 leads.

Claims

1. tripping device for overload and short-circuit release, consisting of a magnetic release with a U-shaped magnetic yoke ( 3 ) and egg nem armature ( 11 ), which is acted upon by a spring means ( 31 ) against the magnetic force, and a bimetallic release, whose approximately U-shaped bimetal ( 19 ) and, if applicable, a shunt ( 21 ) connected in parallel as a field winding for the magnet trigger, characterized in that the hinged armature ( 11 ) in the area of its gravity line and outside the area of the pole legs ( 7 ) is stored.

2. Tripping device according to claim 1, characterized in that on the pole legs ( 7 ) of the magnetic yoke ( 3 ) protruding formations ( 8 ; 9 ) bearing recesses ( 12 ) for the hinged armature ( 11 ) laterally protruding bearing pins ( 10 ) are formed.

3. Tripping device according to claim 2, characterized in that the bearing pins ( 10 ) are rounded and the bearing recesses ( 12 ) are U-shaped, widening outwards and are arched inwards on each of the three inner end faces.