DE102004025114A1

DE102004025114A1 - Trog zur Isolierung eines hohlzylindrischen Ringkerns eines Fehlerstromschutzschalters und entsprechendes Ringkernbauelement

Info

Publication number: DE102004025114A1
Application number: DE200410025114
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schmid
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2006-02-16

Abstract

Der Aufbau eines Ringkernbauelements eines Fehlerstromschutzschalters soll vereinfacht werden. Daher ist vorgesehen, dass der hohlzylindrische Ringkern mit einem Trog (1) isoliert wird, der eine zylinderförmige Außenwand zum Umschließen des Ringkerns an dessen Außenmantel besitzt. Eine zylinderförmige Innenwand (3) kleidet den Innenmantel des Ringkerns aus. Ferner teilt eine Trennwand (4), die in axialer Richtung im Inneren der zylinderförmigen Innenwand (3) verläuft, deren Inneres in zwei Räume (31, 32). Durch diese beiden Teilräume können Primärwicklungen getrennt voneinander gewickelt werden. Darüber hinaus lassen sich durch jede Innenraumhälfte (31, 32) Primärwicklungen als auch Sekundärwicklungen in beliebiger Windungszahl führen.

Description

Trog zur Isolierung eines hohlzylindrischen Ringkerns eines Fehlerstromschutzschalters und entsprechendes Ringkernbauelement Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trog zur Isolierung eines hohlzylindrischen Ringkerns eines Fehlerstromschutzschalters mit einer zylinderförmigen Außenwand zum Umschließen des Ringkerns an seinem Außenmantel. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Ringkernbauelement mit einem Ringkern, den ein entsprechender Trog umschließt.
Bei Fehlerstromschutzschaltern wird für die Erfassung des Fehlerstroms ein Ringkern verwendet. Durch den Ringkern werden mindestens zwei Primärleiter, nämlich ein Phasenleiter und ein Nullleiter, geführt. Je nach Empfindlichkeit des Fehlerstromschutzschalters sind die Primärleiter einmal oder mehrmals um den Ringkern gewickelt.
Zum Erfassen des Fehlerstroms ist eine Sekundärwicklung ebenfalls um den Ringkern gewickelt. Auch bei der Sekundärwicklung ist die Anzahl der Windungen beliebig.
Der Ringkern muss gegen die Primärleiter und gegen die Sekundärwicklung elektrisch isoliert sein. Ebenso müssen die Primärleiter gegeneinander und gegen die Sekundärwicklung isoliert sein. Hierzu genügt in der Regel eine reine Lackisolierung nicht.
In bekannter Weise erfolgt die Abschirmung des Ringkerns daher in der Regel durch ein Umschließen des Ringkerns mit einem Kunststofftrog. Die Sekundärwicklung wird dann um den Trog gewickelt und anschließend eine Schottung um die Sekundärwicklung montiert. Um die ringförmige Schottung werden schließlich die Primärleiter gewickelt, so dass sie von der Sekundärwicklung elektrisch isoliert sind.
Die Sekundärwicklung besteht meist aus einem isolierten Draht, so dass keine zusätzliche Isolierung zwischen ihren Drahtabschnitten vorzusehen ist. Die Primärleiter haben einen größeren Querschnitt als die Sekundärleiter und werden entweder als Massivleiter isoliert oder unisoliert, oder aber als Litze ebenfalls isoliert oder unisoliert ausgeführt. Wegen der engen Wicklungsradien reicht in der Regel eine Lackisolierung hier nicht. Daher schirmt bei einer Ausführung mit isolierten oder geringfügig isolierten Primärleitern eine angebrachte Schottung oder aufwändig herzustellende Halbschalen die Primärleiter gegeneinander ab.

Derartige Halbschalen sind beispielsweise aus der Druckschrift DE 694 07 728 T2 bekannt. Dort weist der aus zwei Halbschalen bestehende Trog am Außenumfang und im Zentrum Steckelemente auf. Die Steckelemente sind mit Bohrungen versehen, durch die die Primärleiter geführt sind. Die Windungen der Sekundärwicklung werden durch eine zentrale Bohrung geführt. Nachteilig an diesem Trog bzw. Ringkerngehäuse ist, dass für jede Primärleiterdurchführung eine eigene Bohrung vorzusehen ist, die Halbschalen eine sehr aufwändige Gestalt besitzen und ferner unterschiedliche Wandstärken aufweisen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen vereinfachten Aufbau eines Ringkernbauelements für einen Fehlerstromschutzschalter vorzuschlagen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Trog zur Isolierung eines hohlzylindrischen Ringkerns eines Fehlerstromschutzschalters mit einer zylinderförmigen Außenwand zum Umschließen des Ringkerns an seinem Außenmantel, einer zylinderförmigen Innenwand zum Auskleiden des Innenmantels des Ringkerns und einer Trennwand, die in axialer Richtung im Inneren der zylinderförmigen Innenwand verläuft und dieses Innere in zwei Räume teilt.

Durch die Trennwand ist zum einen eine ausreichende Isolierung der Windungen untereinander, aber auch ein einfacher Aufbau des Trogs gewährleistet.

Vorzugsweise besitzen die Außenwand und die Innenwand im Wesentlichen die gleiche axiale Länge wie der Ringkern und sind einteilig miteinander verbunden. Damit muss der Trog lediglich noch auf seiner offenen Stirnseite mit einem Deckel verschlossen werden.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist der Trog mit einem ringscheibenförmigen Deckel verschlossen, der in die Außenwand einschnappbar ist. Um Bauraum zu sparen, ist es günstig, wenn der Deckel in eine Nut der Außenwand und/oder Innenwand einschnappbar ist.

Die Außenwand und die Innenwand des erfindungsgemäßen Trogs können aus einem Kunststoffteil bestehen, dessen Wandstärke überall im Wesentlichen gleich groß ist. Die gleichförmige Wandstärke ist insbesondere für den Spritzgussvorgang von Vorteil.

Mit dem erfindungsgemäßen Trog kann ein Ringkernbauelement aufgebaut sein, wobei in den Trog ein Ringkern eingefügt ist. Dabei kann durch einen der beiden Räume, die von der Innenwand und der Trennwand begrenzt sind, mindestens ein Primärleiter und mindestens ein Sekundärleiter verlaufen. Die Trennwand gewährleistet also, dass zumindest die Primärleiter voneinander hinreichend isoliert sind.

Auf den Trog kann eine Sekundärwicklung gewickelt sein, die ihrerseits durch eine Schottung umschlossen ist. Auf die Schottung kann dann eine Primärwicklung gewickelt sein, so dass eine ausreichende Isolierung und ein ausreichender mechanischer Schutz gegenüber der Sekundärwicklung gegeben ist.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Trog in perspektivischer Darstellung;
2 einen Deckel für den Trog von 1;
3 den Trog, einen Ringkern und den Deckel in einer Explosionsdarstellung; und
4 ein Ringkernbauelement im montierten Zustand.
Das nachfolgend geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Ein erfindungsgemäßer Trog 1 zum Isolieren eines Ringkerns eines Fehlerstromschutzschalters besteht im Wesentlichen aus einer rohrförmigen Außenwand 2 und einer dazu konzentrisch angeordneten, rohrförmigen Innenwand 3. In die rohrförmige Innenwand 3 ist eine Trennwand 4 eingearbeitet, die das Innere der Innenwand 3 in zwei Raumhälften 31 und 32 teilt. Auf der in 1 nicht sichtbaren Stirnseite ist der Trog 1 zwischen Außenwand 2 und Innenwand 3 durch einen Boden verschlossen. Der Trog 1 ist ein Kunststoff-Spritzgussteil, und der Boden ist mit den beiden Wänden 2 und 3 einteilig gebildet.
An der dem Betrachter zugewandten Stirnseite von 1 ist der Trog 1 mit einem Deckel 5 verschließbar. Dieser Deckel 5 besitzt gemäß 2 eine ringscheibenförmige Gestalt. Damit er platzsparend auf den Trog geschnappt werden kann, besitzt sowohl die Außenwand als auch die Innenwand 3 an ihrem stirnseitigen Ende jeweils eine Nut 6. Diese Nut 6 sichert den Deckel 5 im eingeschnappten Zustand gegen Herausfallen.
Die Explosionszeichnung von 3 zeigt den Montagevorgang eines Ringkerns 7 in den Trog 1. Nach dem Einschieben des Ringkerns 7 zwischen die Innenwand 3 und die Außenwand 2 des Trogs 1 wird der Deckel 5 aufgeschnappt und sichert den Ringkern 7 gegen Hausfallen.
Ein komplettes Ringkernbauelement ist in 4 in perspektivischer Ansicht dargestellt. In den Trog 1 ist ein Ringkern 7 eingefügt und mit einem Deckel 5 verschlossen. Durch die linke Innenhälfte 32 ist eine erste Primärwicklung 81 gewickelt. Sie besitzt eine Windung. Durch die rechte Innenhälfte der Innenwand, abgetrennt durch die Trennwand 4, ist eine zweite Primärwicklung 82 gewickelt, die zwei Windungen besitzt. Hiermit soll lediglich angedeutet werden, dass die Primärwicklungen beliebige, auch unterschiedliche Windungszahlen, aufweisen können.
Die in der rohrförmigen Innenwand 3 des Trogs 1 eingebrachte Trennwand 4 isoliert die Primärleiter 81 und 82, z.B. Phase und Nullleiter, gegeneinander. Darüber hinaus werden die Primärleiter 81 und 82 durch die Trennwand auch konstruktiv auf Abstand gehalten.
Eine isolierte Sekundärleitung 9 wird ebenfalls durch das Innere der Innenwand 3 im Trog 1 geführt. Entsprechend dem speziellen Beispiel von 4 besitzt die Sekundärwicklung 9 fünf Windungen, die durch den Innenraum 31 gewickelt sind, durch den auch die Primärwicklung 82 geführt ist. Es ist somit deutlich erkennbar, dass durch eine Hälfte des Innenwandinnenraums eine oder mehrere Windungen einer Primärwicklung und zusätzlich Windungen einer Sekundärwicklung geführt werden können. Damit ist der erindungsgemäße Trog 1 sehr flexibel in der Verwendung, denn er kann für unterschiedlichste Anzahlen an Windungszahlen von Primär- und Sekundärwicklung eingesetzt werden.
Über diesen Vorteil hinaus ist der erfindungsgemäße Trog sehr einfach als Kunststoffteil herzustellen, denn er besitzt eine gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Trögen eine verhältnismäßig einfache Struktur.
Als weiterer Vorteil des erfindunsgemäßen Aufbaus kann gelten, dass zur Abschirmung der Primärleiter 81 und 82 keine zusätzliche Schottung oder andere Isolierteile notwendig sind. Damit ist eine sehr platzsparende Isolierung des Ringkerns bzw. der Wicklungen gegeben.
Bei mehreren Windungen der Primärwicklung setzt der erfindungsgemäße Trog allerdings voraus, dass isolierte Litzen oder isolierte Massivleiter verwendet werden. Andernfalls müssten die Primärleiter durch zusätzliche Maßnahmen voneinander beabstandet werden.

Claims

Trog (1) zur Isolierung eines hohlzylindrischen Ringkerns (7) eines Fehlerstromschutzschalters mit – einer zylinderförmigen Außenwand (2) zum Umschließen des Ringkerns (7) an seinem Außenmantel, gekennzeichnet durch – eine zylinderförmige Innenwand (3) zum Auskleiden des Innenmantels des Ringkerns (7) und – eine Trennwand (4), die in axialer Richtung im Inneren der zylinderförmigen Innenwand (3) verläuft und dieses Innere in zwei Räume (31, 32) teilt.
Trog nach Anspruch 1, wobei die Außenwand (2) und die Innenwand (3) im wesentlichen die gleiche axiale Länge wie der Ringkern (7) besitzen und einteilig miteinander verbunden sind.
Trog nach Anspruch 2 mit einem ringscheibenförmigen Deckel (5), der in die Außenwand (2) einschnappbar ist.
Trog nach Anspruch 3, wobei der Deckel (5) in eine Nut (6) der Außenwand (2) und/oder Innenwand (3) einschnappbar ist.
Trog nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Außenwand (2) und Innenwand (3) aus einem Kunststoffteil bestehen, dessen Wandstärke überall im wesentlichen gleich groß ist.
Ringkernbauelement mit einem Ringkern (7), der in einen Trog (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 eingebaut ist.
Ringkernbauelement nach Anspruch 6, wobei durch einen der beiden Räume (31, 32), die von der Innenwand (3) und der Trennwand (4) begrenzt sind, mindestens ein Primärleiter (81, 82) und mindestens ein Sekundärleiter (9) verläuft.
Ringkernbauelement nach Anspruch 6 oder 7, wobei auf den Trog (1) eine Sekundärwicklung (9) gewickelt ist und die Sekundärwicklung (9) mit einer Schottung umschlossen ist, auf die die Primärwicklung (81, 82) gewickelt ist.
Fehlerstromschutzschalter mit einem Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 6 bis B.