DE102004012285A1

DE102004012285A1 - Elektromagnetisches Schaltgerät

Info

Publication number: DE102004012285A1
Application number: DE200410012285
Authority: DE
Inventors: Bernhard Franz; Wolfgang Leitl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2004-10-07
Also published as: EP1463082A1

Abstract

Ein elektromagnetisches Schaltgerät weist einen eine Spule (3) und ein Magnetjoch (4) umfassenden Magnetauslöser (1) auf, wobei die Spule (3) an einem ersten Spulenanschluss (9) mit einer Klemme (2) und an einem zweiten Spulenanschluss (10) mit dem Magnetjoch (4) elektrisch verbunden ist, wobei ein die Spule (3) mit der Klemme (2) elektrisch verbindendes Klemmenverbindungsteil (11) einstückig mit dem Magnetjoch (4) ausgebildet ist und die Spule (3) an beiden Spulenanschlüssen (9, 10) mit dem Magnetjoch (4) elektrisch verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, mit einem eine Spule und ein Magnetjoch umfassenden Magnetauslöser sowie mit einer mit der Spule elektrisch verbundenen Klemme. Ein derartiges Schaltgerät ist beispielsweise aus der DE 198 45 476 A1 bekannt.

Leitungsschutzschalter in der beispielsweise aus der DE 198 45 476 A1 bekannten Bauart weisen einen Magnetauslöser mit einem Magnetjoch auf, welches elektrisch mit einer Auslösespule verbunden ist. Die einerseits mit dem Magnetjoch elektrisch verbundene Spule ist dabei andererseits elektrisch an eine Klemme innerhalb des Gehäuses des Schaltgerätes angeschlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Schaltgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, mit einem Magnetauslöser mit einer Spule und einer elektrisch mit dieser verbundenen Klemme konstruktiv besonders einfach zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektromagnetisches Schaltgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieses Schaltgerät weist einen prinzipiell bekannten Magnetauslöser, vorzugsweise in Form eines Tauchankersystems, auf, dessen Spule mit einer Klemme elektrisch verbunden ist. Zur Herstellung dieser elektrischen Verbindung ist ein Klemmenverbindungsteil vorgesehen, welches einstückig mit dem Magnetjoch ausgebildet ist, wobei die Spule beidseitig mit dem Magnetjoch elektrisch verbunden ist. Der von der Klemme aus durch das Klemmenverbindungsteil fließende Strom teilt sich somit auf in einen ersten durch das Magnetjoch fließenden Teilstrom und einen zweiten durch die Spule fließenden Teilstrom. Statt eines elektrischen Verbindungsteils, beispielsweise eines biegeschlaffen Leiters, zwischen der Spule und der Klemme und eines zusätzlichen Magnetjochs wird somit nur ein einziges Bauteil, vorzugsweise in Form eines Stanz-Biegeteils, benötigt. Die Spule ist mit diesem kombinierten Bauteil, zweifach direkt verbunden, beispielsweise verlötet. Das kombinierte Magnetjoch/Klemmenverbindungsteil hat zusätzlich zur Teileeinsparung den Vorteil einer erhöhten mechanischen Stabilität im Vergleich zu einem Aufbau aus mehreren Teilen sowie einer vereinfachten Montage, insbesondere im Fall eines automatisierten Baugruppenhandlings.

Für die Auslösefunktion des Magnetauslösers bei Kurzschluss ist der Stromfluss durch die Spule maßgebend. Der sich zwischen der Spule und dem Magnetjoch aufteilende elektrische Strom sollte daher zu einem möglichst großen Teil durch die Spule fließen. Dies ist in konstruktiv besonders einfacher Weise bevorzugt dadurch erreicht, dass das Magnetjoch mindestens einen Abschnitt erhöhten elektrischen Widerstands in Form einer Querschnittsverjüngung aufweist. Diese Querschnittsverjüngung oder Querschnittsverjüngungen ist bzw. sind vorzugsweise im Bereich eines Anschlusses oder beider Anschlüsse der Spule an das Magnetjoch vorgesehen. Im mittleren, der Spule benachbarten Bereich des Magnetjochs weist dieses dagegen bevorzugt keine Verjüngung auf. Der magnetische Fluss durch das Magnetjoch ist dadurch insgesamt praktisch nicht beeinträchtigt.

Zusätzlich oder alternativ zu den genannten geometrischen Merkmalen des Magnetjochs ist dieses vorzugsweise aus einem Material gefertigt, welches einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand als das Material der Spule aufweist. Insgesamt ist der Magnetauslöser bevorzugt derart gestaltet, dass der elektrische Widerstand, zumindest der ohmsche Widerstand, des Jochs zwischen den Spulenanschlüssen größer ist als der elektrische Widerstand der Spule.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass durch die Kombination eines elektrischen Verbindungsteils zwischen einem Magnetauslöser und einer Klemme mit dem Magnetjoch des Auslösers eine Minimierung sowohl der Anzahl der elektrischen Kontaktstellen als auch der Anzahl der Bauteile erreicht ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

1 im Querschnitt einen Magnetauslöser und eine Klemme eines elektromagnetischen Schaltgerätes,
2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach 1,
3 eine Anordnung nach 1 in perspektivischer Ansicht, und
4 ein Ersatzschaltbild der Anordnung nach 1 bis 3.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 bis 3 zeigen einen Magnetauslöser 1 und eine elektrisch mit diesem verbundene Klemme 2 in Form einer Schraubklemme als Teile eines nicht weiter dargestellten elektromagnetischen Schaltgerätes, beispielsweise eines Leitungsschutzschalters, Motorschutzschalters, Leistungsschalters, Schützes oder Relais, vorzugsweise in Form eines Reiheneinbaugerätes. Der Magnetauslöser 1 weist als wesentliche Bestandteile eine Spule 3, ein Magnetjoch 4 mit einem mit diesem verbundenen Magnetkern 5, sowie einen verschieblich in der Spule 3 gelagerten Anker 6 mit einem mit diesem verbundenen Stößel 7 auf. Übersteigt der Strom durch die Spule 3, insbesondere bei Kurzschluss, einen festgelegten Grenzwert, so wird der Stößel 7 durch den Anker 6 in Betätigungsrichtung R bewegt und öffnet somit einen nicht dargestellten Bewegkontakt, welcher mit einem mit dem Magnetjoch 4 elektrisch verbundenen Festkontakt 8 zusammenwirkt.
Die Spule 3 ist an deren der Klemme 2 zugewandten Ende an einer ersten Verbindungsstelle 9, auch als erster Spulenanschluss bezeichnet, mit dem Magnetjoch 4 elektrisch verbunden. Das andere, dem Kontaktstück 8 zugewandte Ende der Spule 3 ist an einem zweiten Spulenanschluss oder einer zweiten Verbindungsstelle 10 ebenfalls mit dem Magnetjoch 4 elektrisch verbunden. Zwischen der ersten Verbindungsstelle 9 und der Klemme 2 ist ein biegesteifes Klemmenverbindungsteil 11 angeordnet, welches einstückig als Stanz-Biegeteil mit dem Magnetjoch 4 ausgebildet ist.
Die 4 erläutert anhand eines Ersatzschaltbildes die Parallelschaltung der Spule 3 mit einem elektrischen Widerstand R1 und des Magnetjochs 4 mit einem elektrischen Widerstand R2. Durch verschiedene Maßnahmen ist sichergestellt, dass der elektrische Widerstand R1 der Spule 3 geringer ist als der elektrische Widerstand R2 des Magnetjochs 4. Zum einen ist die Spule 3 aus einem Material, insbesondere Kupfer, gefertigt, welches einen geringeren spezifischen elektrischen Widerstand als das Material des Magnetjochs 4 hat. Zum anderen weist das Magnetjoch 4 im Bereich der Verbindungsstellen 9, 10 mehrere auch als Ausklinkungen bezeichnete Querschnittsverjüngungen 12, 13, 14 auf, wie insbesondere aus den 2 und 3 hervorgeht, die den elektrischen Widerstand des Magnetjochs 4 gezielt heraufsetzen.
An der ersten Verbindungsstelle 9 ist dabei beidseitig dieses Spulenanschlusses, das heißt sowohl der Klemme 2 als auch dem zweiten Spulenanschluss 10 zugewandt, jeweils eine Querschnittsverjüngung 12, 13 vorgesehen. Die Breite des Magnetjochs 4 ist im Bereich des ersten Spulenanschlusses 9 etwa auf die Breite des Spulendrahtes reduziert, wobei dessen Querschnittsfläche diejenige des Magnetjochs 4 an der entsprechenden Stelle übersteigt. Der an den ersten Spulenanschluss 9 anschließende Schenkel des Magnetjochs 4 wird als erster Jochschenkel 17 bezeichnet.
Rechtwinklig zum ersten Jochschenkel 17 verläuft senkrecht zur durch die Spulenachse gegebenen Betätigungsrichtung R ein zweiter Jochschenkel 18, an welchen eine Anschlussplatte 19 des Festkontaktes 8 anschließt, welche ebenfalls einen Teil des Magnetjochs 4 bildet. An der Anschlussplatte 19 befindet sich der zweite Spulenanschluss 10. Auch hier ist eine Ausklinkung im Magnetjoch 4, nämlich die Querschnittsverjüngung 14, vorgesehen.
Das Ansprechverhalten des Magnetauslösers 1 ist einstellbar insbesondere durch eine konzentrisch den Stößel 7 umgebende, raumsparend hauptsächlich innerhalb einer Bohrung 15 des Magnetkerns 5 in der Spule 3 angeordnete Feder 16 in Form einer Schraubenfeder. Zusammen mit den oben genannten konstruktiven Merkmalen ist durch die Auswahl der Feder 16 sichergestellt, dass das Ansprechverhalten des Magnetauslösers 1 vergleichbar ist mit demjenigen eines herkömmlichen Magnetauslösers, der keine Aufteilung des Stromflusses zwischen der Spule und dem Magnetjoch vorsieht.

Claims

Elektromagnetisches Schaltgerät mit einem eine Spule (3) und ein Magnetjoch (4) umfassenden Magnetauslöser (1), wobei die Spule (3) an einem ersten Spulenanschluss (9) mit einer Klemme (2) und an einem zweiten Spulenanschluss (10) mit dem Magnetjoch (4) elektrisch verbundenen ist, dadurch gekennzeichnet , dass ein die Spule (3) mit der Klemme (2) elektrisch verbindendes Klemmenverbindungsteil (11) einstückig mit dem Magnetjoch (4) ausgebildet ist, wobei die Spule (3) an beiden Spulenanschlüssen (9, 10) mit dem Magnetjoch (4) elektrisch verbunden ist.
Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Querschnittsverjüngung (12, 13, 14) des Magnetjochs (4) im Bereich zumindest eines Spulenanschlusses (9, 10).
Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Querschnittsverjüngung (12, 13) im Bereich des ersten Spulenanschlusses (9) angeordnet ist.
Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass beidseitig des ersten Spulenanschlusses (9), sowohl der Klemme (2) als auch dem zweiten Spulenanschluss (10) zugewandt, jeweils eine Querschnittsverjüngung (12, 13) vorgesehen ist.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass das Material des Magnetjochs (4) einen höheren spezifischen elektrischen Widerstand als das Material der Spule (3) aufweist.
Schaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand (R2) des Magnetjochs (4) zwischen den Spu lenanschlüssen (9, 10) größer ist als der elektrische Widerstand (R1) der Spule (3).