DE102005019573A1 - Auslösevorrichtung - Google Patents

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Abstract

Um eine Auslösevorrichtung (1) zur Stromkreisunterbrechung bei Fehlerströmen zu schaffen, die sich unter Beibehaltung ihrer ursprünglichen Auslöseeigenschaften durch eine platzsparende Bauweise auszeichnet, ist vorgesehen, bislang separat ausgeführte Auslöserbauteile, wie den Auslöseschieber (20) und das als Stößel in einer Führung verschiebbare Auslöseelement (21), zu einer kompakten Baueinheit zu vereinigen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Danach weist die Auslösevorrichtung ein Magnetjoch, ein daran angeordnetes Magnetelement und eine Ankereinheit auf, die entgegen der Kraft eines Federelements durch die Kraft des Magnetelements an Polflächen des Magnetjochs gehaltert ist, wobei ein Auslösemittel vorgesehen ist, dessen Auslösekraft der Magnetkraft derart entgegenwirkt, dass die Ankereinheit von den Polflächen lösbar ist und durch die Federkraft über ein Betätigungsmittel auf eine Verklinkungsstelle zur Entklinkung eines Auslöseschiebers und damit zur Freisetzung einer gespeicherten Energie einwirkt, wobei ein Auslöseelement, das mit dem Auslöseschieber in einer Wirkverbindung steht, zur Übertragung der gespeicherten Energie auf ein Schaltschloss eines Schaltgerätes zur Öffnung dessen elektrischer Kontakte dient.
  • Eine Auslösevorrichtung der vorgenannten Art findet beispielsweise in einem Fehlerstromschutzschalter Einsatz. Hierbei sind alle stromführenden Leiter, auch der Neutralleiter, durch einen Summenstromwandler des Fehlerstromschutzschalters geführt. Die Leiter bilden die Eingangswicklung des Wandlers. Bei fehlerfreiem Betrieb, also bei einem nicht auftretenden Fehlerstrom, ist die Summe der zufließenden und der abfließenden Ströme gleich groß, so dass sich die magnetischen Felder der Leiter aufheben. Bei Auftreten eines Fehlers, beispielsweise bei einem Kurzschluss, wird dieses Gleichgewicht gestört, da ein Teil des Stromes, nämlich der Fehlerstrom, über einen Schutzleiter und die Erde abfließt. In einer Ausgangswicklung des Summenstromwandlers wird daher eine Spannung induziert, die über ein Auslösemittel und einem nachgeordneten Schaltschloss eines Schaltgerätes zur Öffnung elektrischer Kontakte dient und damit letztlich eine Stromkreisunterbrechung bzw. eine Netztrennung verursacht. Als Auslösemittel ist zum einen eine Elektrospule vorsehbar, die an ei nem Jochschenkel eines Magnetjochs mit einem beweglichen Anker derart angeordnet ist, dass bei deren Erregung ein Magnetfluss gegeben ist, der dem Magnetfluss eines an dem Magnetjoch angeordneten Dauermagneten entgegenwirkt, wobei sich der magnetische Fluss derart verringert, dass der bewegliche Anker seine Haftung an dem Magnetjoch verliert und von einer Feder schlagartig in eine Unterbrechungsstellung bewegt wird. Hierbei wird eine mechanische Energie freigesetzt, die über Auslöseglieder zur Öffnung der stromführenden elektrischen Kontakte umgesetzt wird. Derselbe Effekt kann mit einem Piezo-Element als Auslösemittel erzielt werden, das mit der fehlerbedingten Induktionsspannung versorgt und in seiner Funktion als elektromechanisches Druckmittel auf die Ankereinheit in Richtung der Unterbrechungsstellung einwirkt.
  • Eine derartige Auslösevorrichtung mit einer Spule ist beispielsweise aus der DE 26 48 994 A1 bekannt, wonach ein elektromagnetisches Relais vorgesehen ist, das ein annähernd U-förmiges Magnetjoch, einen daran befestigten Permanentmagneten, eine den einen Schenkel des Magnetjochs umgebende Spule und einen an dem freien Ende des anderen Schenkels drehbar gelagerten Magnet-Klappanker aufweist, der in angezogenem Zustand des Relais an dem einen Schenkel entgegen der Kraft einer Feder anliegt. Beim Abfallen wirkt der Klappanker auf eine Verklinkungsstelle in deren Öffnungsrichtung ein, wobei ein von der Verklinkungsstelle in gespanntem Zustand festgehaltener Energiespeicher freigegeben wird, dessen Energie über ein Auslöseelement auf ein Schaltschloss zur Öffnung elektrischer Kontakte übertragen wird. Die Verklinkungsstelle ist aus einer ortsfest drehbar gelagerten Klinke mit einer Nase und einem gegen die Nase entgegen der Entladerichtung des spiralfederartigen Energiespeichers anliegenden Klinkenhebel gebildet. Das Auslöseelement ist als Auslösehebel mit dem Klinkenhebel über eine Vierkantwelle fest verbunden. Hierzu ist in der DE 26 48 994 A1 eine Alternative Ausführung des Klinkenhebels und der als Energiespeicher dienenden Spiralfeder offenbart, wonach anstatt des Klinkenhebels ein Auslöseschieber und anstatt der Spiralfeder eine Zug- oder Druckfeder vorgesehen werden kann. Als Nachteil der alternativen Anordnung ist jedoch eine daraus zwangsläufig resultierende erhöhte Baugröße angegeben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich unter Beibehaltung ihrer Auslöseeigenschaften durch eine platzsparende Bauweise auszeichnet.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einer Auslösevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst; vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen.
  • Durch die Zusammenführung des Auslöseschiebers und des Auslöseelements zu einer Baueinheit in Form eines in einer Führung verschiebbaren Stößels ist eine Auslösevorrichtung gegeben, die zumindest ein Bauteil mit einer Doppelfunktion, nämlich Entklinkung der Auslösevorrichtung sowie Schaltschloss-Auslösung eines Schutzschaltgerätes, aufweist. Entgegen dem technischen Vorurteil, dass eine Auslösevorrichtung mit einem verschiebbaren Teil in Form eines Auslöseschiebers platzaufwändiger als eine entsprechende Vorrichtung mit einem verschwenkbaren Teil in Form eines Klinkenhebels ist, erlaubt die erfindungsgemäße Auslösevorrichtung unter Beibehaltung ihrer Auslöseeigenschaften überraschenderweise nicht nur eine gegenüber dem Stand der Technik gleich bleibende Baugröße, sondern vielmehr eine Baugröße mit geringerem Platzbedarf. Die sich aus der Doppelfunktion zumindest eines Bauteils ergebende Teilereduzierung ermöglicht demnach eine kompakte Bauweise, welche für den anhaltenden Trend der Miniaturisierung von erheblicher Bedeutung ist; so ist beispielsweise ein Fehlerstromschutzschalter vorsehbar, der mit einer geringeren Anzahl von Teilungseinheiten auskommt.
  • Mit Vorteil ist als Auslösemittel eine Elektrospule vorgesehen, die an einem Jochschenkel des Magnetjochs derart angeordnet ist, dass bei deren Erregung ein Magnetfluss gegeben ist, der dem Magnetfluss des Magnetelements entgegenwirkt. Hierbei ergibt sich durch die auf einem Jochschenkel aufgesteckte Elektrospule eine platzsparende Anordnung.
  • Vorteilhafterweise ist das Magnetelement als Dauermagnet ausgeführt, wodurch ein versorgungsfreies, passives Bauteil für einen ausreichend großen magnetischen Fluss zur Anhaftung der Ankereinheit an dem Magnetjoch, die gemeinsam ein Magnetsystem bilden, gewährleistet ist.
  • Mit Vorteil ist das Auslösemittel ein elektrisch beaufschlagbares Piezo-Element, das als elektromechanisches Druckmittel auf die Ankereinheit zum Ablösen derselben von dem Magnetjoch einwirkt, wobei das Piezo-Element ein ausgesprochen geringes Bauteilvolumen aufweist und dementsprechend zu einer kompakten Bauform der Auslösevorrichtung beiträgt.
  • Vorteilhafterweise weist die Ankereinheit einen Ankerträger mit einer daran in einer Pendellagerung angeordneten Ankerplatte auf, wodurch eine ganzflächige Auflage der Ankerplatte an den Jochschenkeln gewährleistet ist.
  • Mit Vorteil ist der Ankerträger in der Art eines Klappankers drehbeweglich gelagert, so dass eine reibungsminimierte Lagerung einerseits gegeben ist und aufwändige Maßnahmen für eine geradlinige Führung andererseits entfallen.
  • Vorteilhafterweise ist das Betätigungsmittel Teil der Ankereinheit, was zu einer weiteren Zusammenfassung von Funktionsbauteilen führt und somit zu einer noch kompakteren Bauweise der Auslösevorrichtung beiträgt.
  • Mit Vorteil ist das Betätigungsmittel mit einer schräg zu dem Stößel verlaufenden Gleitfläche für den Auslöseschieber ver sehen, wodurch eine translatorische Bewegung des Stößels in eine rotatorische Bewegung des Betätigungsmittels und damit auch der Ankereinheit umgesetzt ist; dabei ist der Grad der Schräge der Gleitfläche ein Maß für den Schwenkbereich der Ankereinheit.
  • Vorteilhafterweise ist das Betätigungsmittel mit einem von dem Auslöseschieber betätigbaren Rückstellzapfen versehen, so dass das Betätigungsmittel und damit auch die Ankereinheit bei Rückstellung des Stößels in seine Auslösestellung ebenfalls in die jeweilige Ausgangsstellung zurückversetzt werden.
  • Mit Vorteil ist der Stößel über ein Gelenk mit einem Kipphebel verbunden, der zur Führung des Stößels dient.
  • Vorteilhafterweise ist der Kipphebel freiendseitig an einem Auflager gelagert, wodurch sich eine technisch aufwändige Lagerung erübrigt.
  • Mit Vorteil ist die Einheit aus Stößel und Auslöseschieber L-förmig ausgeführt, wobei der Auslöseschieber auch als Bolzen für das Gelenk vorgesehen ist.
  • Vorteilhafterweise ist die Feder im Bereich des Gelenks mit dem Kipphebel verbunden, so dass die gespeicherte Energie über einen möglichst großen Hebel auf den Stößel einwirkt.
  • Mit Vorteil stellt die Feder auch die gespeicherte Energie zur Verfügung, wodurch auf weitere Bauelemente zur Speicherung von mechanischer Energie verzichtet werden kann.
  • Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der weiteren Ansprüche werden im Folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung der Erfindung erfolgt; darin zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Auslösevorrichtung in EIN-Stellung (auslösebereiter Stellung);
  • 2 eine Schnittdarstellung der Auslösevorrichtung gemäß 1;
  • 3 die Auslösevorrichtung gemäß 1 mit einem in einer Freigabestellung befindlichen Betätigungsmittel;
  • 4 die Auslösevorrichtung gemäß 1 in AUS-Stellung (ausgelöster Stellung);
  • 5 die Auslösevorrichtung gemäß 4 ohne Magnetsystem;
  • 6 ein Schutzschaltgerät mit der Auslösevorrichtung nach 1 in einer perspektivischen Darstellung; und
  • 7 eine Schaltungsanordnung des Schutzschaltgerätes gemäß 6 mit der Auslösevorrichtung nach 1.
  • In den 1 und 2 ist in einer Draufsicht bzw. in einer Schnittdarstellung eine Auslösevorrichtung 1 zur Stromkreisunterbrechung bei Fehlerströmen in ihrer EIN-Stellung dargestellt. Die Auslösevorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das in einen Schutzschalter, insbesondere Fehlerstrom- oder Differenzstrom-Schutzschalter, in modularer Bauweise einsetzbar ist, wobei eine unmittelbare Integrierung der Auslösevorrichtung 1 in dem Schutzschalter bzw. in dessen Gehäuse gleichsam erfolgen kann.
  • Die Auslösevorrichtung 1 – auch als Auslöserelais bezeichnet – ist mit einem Magnetsystem versehen, das einen Dauermagneten 3 aufweist, der an zwei gegenüberliegenden Längsseiten jeweils mit einer daran anliegenden Polplatte 4, 5 versehen ist. Die beiden Polplatten 4, 5 überragen den Dauermagneten 3 derart, dass ein Zwischenraum oberhalb des Dauermagneten 3 gegeben ist. In dem Zwischenraum befindet sich ein Magnetjoch 6, das einen ersten Jochschenkel 7 und einen weiteren Jochschenkel 8 aufweist. Die beiden Jochschenkel 7, 8 sind baugleich, jedoch spiegelverkehrt zueinander montiert, so dass eine annähernd U-förmige Einheit entsteht. Zur Vermei dung eines magnetischen Nebenschlusses sind die beiden Jochschenkel 7, 8 durch eine Trennfolie 9 elektrisch isoliert.
  • Als Auslösemittel 10 ist eine Elektrospule vorgesehen, die auf den ersten Jochschenkel 7 gesteckt ist. Die freien Enden der beiden Jochschenkel 7, 8 weisen jeweils eine Polfläche 11, 12 auf, die zur Bildung eines magnetischen Kreises mit einer Ankerplatte 13 verbindbar sind. Die Ankerplatte 13 ist zusammen mit einem Ankerträger 14 Teil einer Ankereinheit 13, 14. Die Ankerplatte 13 ist hierbei schwimmend in dem Ankerträger 14 gelagert. Der Ankerträger 14 ist im Sinne eines Klappankers einseitig drehbar gelagert, wodurch sich dieser in einem vordefinierten Bereich verschwenken lässt. Im Bereich der gehäuseseitigen Lagerstelle 15 des Ankerträgers 14 erstreckt sich in Richtung des Magnetjochs 6 ein an den Ankerträger 14 angrenzendes Betätigungsmittel 16.
  • Das als Betätigungshebel ausgeführte Betätigungsmittel 16 weist einerseits eine Gleitfläche 17 auf, die in Bezug auf die auf den Polflächen 11, 12 ruhende Ankerplatte 13 schräg in Richtung des Magnetjochs 6 verläuft. Andererseits ist das Betätigungsmittel 16 mit einem Rückstellzapfen 18 versehen, der im rechten Winkel zu dem Ankerträger 14 angeordnet ist. Zwischen der Gleitfläche 17 und dem Rückstellzapfen 18 ist eine Aussparung 19 mit Rastfunktion vorgesehen. In der in 1 dargestellten EIN-Stellung befindet sich in der Raste 19 ein Auslöseschieber 20, der durch den kurzen Teil einer L-förmigen Einheit gebildet ist. Der lange Teil der L-förmigen Einheit ist ein als Stößel ausgeführtes, verschiebbares Auslöseelement 21.
  • Der Auslöseschieber 20 bildet zusammen mit einem Kipphebel 22 ein Gelenk, das für die endseitige Führung des Stößels 21 verantwortlich ist. Der Kipphebel 22 ist an der der Gelenkstelle gegenüberliegenden Stelle an einem Gehäuseteil 23 durch die bloße Auflage gelagert. Der Stößel 21 ist zur geradlinigen Verschiebung zudem in einer Gehäuseöffnung 24 geführt. Eine Zugfeder 25 sorgt als Energiespeicher für die nö tige Vorspannung der Auslösevorrichtung 1. Die Zugfeder 25 ist hierbei zum einen an dem Kipphebel 22 im Bereich des Gelenks und zum anderen in etwa im Bereich des ersten Jochschenkels 7 auf Höhe des Magnetjochs 6 gehäuseseitig fixiert und verläuft demzufolge weitestgehend parallel zu der Gleitfläche 17.
  • In 2 ist der von dem Dauermagneten 3 ausgehende magnetische Fluss MF als geschlossener Kreislauf durch eine strichlierte Linie schematisch dargestellt. Ferner ist in 2 die Lage des Stößels 21 gezeigt, aus der ersichtlich ist, dass der Stößel 21 in einer durch Gehäuseabschnitte gebildeten Führung 26 in etwa auf Höhe der Elektrospule 10 verschiebbar ist.
  • In 3 ist die Auslösevorrichtung 1 mit dem in einer Freigabestellung 27 befindlichen Betätigungsmittel 16 in einer Momentaufnahme dargestellt. Die Momentaufnahme zeigt den bereits durch die Entklinkung des Auslöseschiebers 20 aus der Raste 19 eingeleiteten Auslösevorgang, der im Folgenden als Auslöse-Stellung bezeichnet wird.
  • Die Auslöse-Stellung ist dann gegeben, wenn ein auftretender Fehlerstrom IF durch die den ersten Jochschenkel 7 umgebende Elektrospule 10 fließt. Die Elektrospule 10 baut dabei einen magnetischen Gegenfluss auf, der den magnetischen Fluss MF des Dauermagneten 3 schwächt. Die Ankereinheit 13, 14 wird hierbei auf Grund der dann stärkeren Kraft der Zugfeder 25 gegenüber der ursprünglichen Haltekraft des Magnetsystems nicht mehr an den Polflächen 11, 12 gehalten. Die Zugfeder 25 reißt folglich über einen Hebelmechanismus, der den Kipphebel 22 und das Gelenk aufweist, die Ankereinheit 13, 14 in die Freigabestellung 27.
  • Mit anderen Worten löst sich der Ankerträger 14 mit der daran angeordneten Ankerplatte 13 von den Polflächen 11, 12 der Jochschenkel 7, 8 und schwenkt von diesen weg, wobei sich durch den Verschwenkvorgang gleichsam die Raste 19 von dem Auslöseschieber 20 entfernt und diesen freigibt. Zusätzlich beaufschlagt der Rückstellzapfen 18 den Auslöseschieber 20 mit einem mechanischen Freigabeimpuls. Die freigesetzte Energie der Zugfeder 25 kann sich entfalten und den Stößel 21 in die durch den Pfeil 28 gekennzeichnete Auslöserichtung beschleunigen. Durch die Abkopplung der verschwenkbaren Ankereinheit 13, 14 von dem verschiebbaren Stößel 21 wirkt die Federenergie im Sinne einer mechanischen Verstärkung auf den Stößel 21 ein.
  • Der Weg des Stößels 21 ist daher von dem Drehwinkel der Ankereinheit 13, 14 unabhängig. Ferner ergibt sich daraus ein insgesamt geringerer Schwenkbereich der Ankereinheit 13, 14 zum Entklinken des Stößels 21, wodurch eine geringere Baugröße der Auslösevorrichtung 1 erzielbar ist. Da das Betätigungsmittel 16, welches als Hebel auf die Ankereinheit 13, 14 wirkt, einen relativ kurzen Hebel darstellt, der von der Zugfeder 25 beaufschlagt wird, kann auch das Materialvolumen des Dauermagneten 3 und der weichmagnetischen Jochschenkel 7, 8 reduziert werden, da das von dem Magnetsystem abzufangende Drehmoment in Richtung der Freigabestellung 27 ebenfalls reduziert ist.
  • Gemäß 4 gleitet der Auslöseschieber 20 während seines Verschiebevorgangs an der Gleitfläche 17 des Betätigungsmittels 16 entlang, wodurch die Ankereinheit 13, 14 auf Abstand, d.h. in ihrer Freigabestellung 27, gehalten wird. Der Stößel 21 wird dabei in der Führungsnut 26 bis in seine Endlage verfahren, so dass sich die Auslösevorrichtung 1 in ihrer AUS-Stellung befindet. In der AUS-Stellung ist das Betätigungsmittel 16 noch durch den Auslöseschieber 20 gestützt und die Zugfeder 25 entspannt. Das freie Ende des Stößels 21 tritt hierbei aus dem Gehäuse 2 aus, um einen mit einem Schaltschloss 29 und mit einer Rückstellfeder gemäß 6 versehenen Kraftspeicher eines Schaltgeräts 30 unmittelbar auszulösen.
  • In 5 ist verdeutlicht, dass die Zugfeder 25 in etwa diagonal zum Stößel 21 angeordnet ist und dabei ihre Zugkraft in Richtung des Kraftpfeils 31 verläuft. Der Kipphebel 22 übernimmt hierbei die Aufgabe eines Kraftübertragers auf den Stößel 21, während die Führung 26 den Stößel 21 auf einer translatorischen Bahn hält.
  • Gemäß 6 ist das Schaltgerät 30 in einer 3-poligen Ausführung mit einem N-Leiteranschluss gezeigt, welches die Auslösevorrichtung 1 aufweist. Der Hub des aus dem Gehäuse 2 ausfahrenden Stößels 21 führt dazu, dass ein davon beaufschlagter Auslösehebel 32 die Auslösung des nicht dargestellten Kraftspeichers bedingt. Der Auslösehebel 32 verschwenkt auf einer durch den Bewegungspfeil 33 symbolisierten Kreisbahn und wirkt dabei auf das ansatzweise dargestellte Schaltschloss 29 des Schaltgeräts 30, insbesondere Schutzschaltgeräts, derart ein, dass dieses entklinkt, d.h. freigegeben wird. Letztlich wird durch die Kraft der Rückstellfeder zumindest eine Schaltstelle geöffnet, wodurch das Schutzschaltgerät 30 von seiner Betriebsstellung EIN in seine Betriebsstellung AUS überführt wird. Ein mit dem Schaltschloss 29 in einer Wirkverbindung stehender Knebel 34 wird ebenfalls von seiner EIN-Stellung in seine AUS-Stellung verschwenkt. Folglich ist ein durch das Schutzschaltgerät 30 elektrisch gesicherter Stromkreis im Sinne der Personen- und Anlagensicherheit unterbrochen. Der den Fehlerstrom verursachende Umstand kann nunmehr behoben werden.
  • Um das Schutzschaltgerät 30 schnellstmöglich wieder in seine Bereitschafts- oder auch EIN-Stellung zu bringen, d.h. die Stellung, in der Fehlerströme erneut detektiert werden können, wird unmittelbar nach der Aktivierung der Auslösevorrichtung 1 – sprich nach dem Ausfahren des Stößels 21 – der Ankerträger 14 mit der Ankerplatte 13 durch den Kraftspeicher, also durch das Schaltschloss 29 mit integrierter Rückstellfeder, wieder in seine Ausgangsstellung gebracht, wobei die Ankerplatte 13 auf den Polflächen 11, 12 der Jochschenkel 7,8 zum liegen kommt.
  • Die Rückstellfeder des Schaltschlosses 29 beaufschlagt hierbei einen Rückstellhebel 35 derart, dass dieser in Richtung des freien Endes des Stößels 21 entsprechend dem Bewegungspfeil 36 beschleunigt wird. Dabei wirkt eine von dem Rückstellhebel 35 übertragene Schubkraft entsprechend dem Richtungspfeil 37 gemäß 4 auf den Stößel 21. Dadurch erfolgt letztlich eine Rückstellung der Auslösevorrichtung 1. Der Auslösehebel 32 wird im Zuge der Rückstellung der Auslösevorrichtung 1 ebenfalls in seine Ausgangsposition nahe dem eingefahrenen Stößel 21 zurückgestellt. Dabei gleitet der Auslöseschieber 20 an der Gleitfläche 17 des Betätigungsmittels 16 des Ankerträgers 14 in Richtung der Raste 19 so weit entlang, bis der Rückstellzapfen 18 von dem Auslöseschieber 20 entgegen der Kraft der Zugfeder 25 beaufschlagt wird und eine Verschwenkung des Ankerträgers 14 in Richtung der Polflächen 11, 12 der Jochschenkel 7, 8 bewirkt wird. Schließlich fährt der Auslöseschieber 20 in die Raste 19 bzw. den Verklinkungsraum ein, wodurch der Auslöseschieber 20 lagegesichert ist und sich die Auslösevorrichtung 1 erneut in ihrer EIN-Stellung gemäß 1 befindet.
  • Beim erneuten Einschalten des Schutzschaltgerätes 30 über den Knebel 34 gemäß 6 wird der Rückstellhebel 35 von dem Ende des Stößels 21 mittelbar über das Schaltschloss 29 wegbewegt bzw. weggeschwenkt, so dass sich der Rückstellhebel 35 ebenfalls wieder in seiner Ausgangsstellung befindet.
  • In 7 ist eine Schaltungsanordnung 38 gezeigt, die der Teileanordnung des Schutzschaltgerätes 30 zusammen mit der Auslösevorrichtung 1 gemäß 6 entspricht. Die Schaltungsanordnung 38 weist Eingangsanschlüsse E1, E3, E5 und N sowie Ausgangsanschlüsse A2, A4, A6 und N auf. Zwischen den jeweiligen Ein- und Ausgangsanschlüssen A1 bis A6 und N sind entsprechende Strompfade L1 bis L3 und N angeordnet, die durch zugeordnete Schaltstellen S11 bis S42 mittels des Schaltschlosses 29 unterbrechbar sind. Neben den Schaltstellen S11 bis S42 ist eine Hilfsschaltstelle S51, S52 vorgesehen, die ebenfalls in einer mechanischen Wirkverbindung zu dem Schaltschloss 29 steht. Die Strompfade L1, L2, L3 und N bzw. alle stromführenden Leiter des Verbraucherstromkreises sind primärseitig durch einen Summenstromwandler 39 geführt und münden schließlich in den Ausgangsanschlüssen A2, A4, A6 und N. Sekundärseitig ist durch den Summenstromwandler 39 zudem eine von zweien Versorgungsleitungen 40 für die Elektrospule 10 geführt. Die Elektrospule 10 steht ihrerseits mit dem Schaltschloss 29 in einer mechanischen Wirkverbindung.
  • Im Fehlerfall wird auf der Sekundärseite des Wandler 39 bedingt durch den dabei entstehenden Differenzstrom eine Spannung induziert. Die Spannung dient zur Erregung der Spule 10. Die erregte Spule 10 verringert im Magnetsystem 4 der Auslösevorrichtung 1 den magnetischen Hauptfluss MF, so dass die Ankereinheit 13, 14 durch die dann überwiegende Kraft der Zugfeder 25 von den Polflächen 11, 12 der Jochschenkel 7, 8 gemäß 3 abgehoben wird. Das Schaltschloss 29 wird mittels des Stößels 21 beaufschlagt und bewirkt dadurch einen Wechsel der Schaltstellung der Schaltstellen S11 bis S42 und S51, S52. Dieser Effekt ist zu Prüfzwecken auch über einen Prüfstromkreis 41 erreichbar. Der Prüfstromkreis 41 weist einen Prüftaster 42 und einen Vorwiderstand 43 auf. Der Prüftaster 42 ist zum einen mit dem Eingangskontakt der Hilfsschaltstelle S51, S52 und zum anderen mit dem Vorwiderstand 43 verbunden. Der Ausgangskontakt der Hilfsschaltstelle S51, S52 weist eine elektrisch leitende Verbindung zu dem Ausgangsanschluss S34 der Schaltstelle S41, S42 auf. Der Vorwiderstand 43 ist an seinem zweiten Anschluss mit einem Leiter versehen, der durch den Primärkreis des Wandlers 39 bis auf den Strompfad L1 geführt ist. Bei Betätigung des Prüftasters 42 wird der Prüfstromkreis 41 geschlossen, wobei über den Vorwiderstand 43 in dem Wandler 39 ein Differenzstrom entsteht, der ebenfalls eine auf die Auslösevorrichtung 1 wirkende Induktionsspannung generiert; die Elektrospule 10 schwächt das Magnetfeld des Dauermagneten 3 gemäß 3, was zur Auslösung des Stößels 21 und damit letztlich zum Auslösen des Schutzschalters 30 gemäß 4 führt. Derselbe Effekt kann mit einem Piezo-Element als Auslösemittel 10 erzielt werden, das mit der fehlerbedingten Induktionsspannung versorgt und in seiner Funktion als elektromechanisches Druckmittel auf die Ankereinheit 13, 14 gemäß 3 in Richtung der Freigabestellung einwirkt.
  • Die zuvor erläuterte Erfindung kann wie folgt zusammengefasst werden: Um eine Auslösevorrichtung 1 zur Stromkreisunterbrechung bei Fehlerströmen zu schaffen, die sich unter Beibehaltung ihrer ursprünglichen Auslöseeigenschaften durch eine platzsparende Bauweise auszeichnet, ist vorgesehen, bislang separat ausgeführte Auslöserbauteile, wie den Auslöseschieber 20 und das als Stößel in einer Führung verschiebbare Auslöseelement 21, zu einer kompakten Baueinheit zu vereinigen.

Claims (15)

  1. Auslösevorrichtung (1), – mit einem Magnetjoch (6) und mit einem daran angeordneten Magnetelement (3); – mit einer Ankereinheit (13, 14), die entgegen der Kraft eines Federelements (25) durch die Kraft des Magnetelements (3) an Polflächen (11, 12) des Magnetjochs (6) gehaltert ist; – mit einem Auslösemittel (10), dessen Auslösekraft der Magnetkraft derart entgegenwirkt, dass die Ankereinheit (13, 14) von den Polflächen (11, 12) lösbar ist und durch die Federkraft über ein Betätigungsmittel (16) auf eine Verklinkungsstelle (19) zur Entklinkung eines Auslöseschiebers (20) und damit zur Freisetzung einer gespeicherten Energie einwirkt; – mit einem Auslöseelement (21), das mit dem Auslöseschieber (20) in einer Wirkverbindung steht und mittels dem die gespeicherte Energie auf ein Schaltschloss (29) eines Schaltgerätes (30) zur Öffnung elektrischer Kontakte übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöseschieber (20) einen Teil des Auslöseelements (21) bildet, das als Stößel in einer Führung (26) verschiebbar ist.
  2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösemittel (10) eine Elektrospule ist, die an einem Jochschenkel (7, 8) des Magnetjochs (6) derart angeordnet ist, dass bei deren Erregung ein Magnetfluss (MF) gegeben ist, der dem Magnetfluss des Magnetelements (3) entgegenwirkt.
  3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (3) ein Dauermagnet ist.
  4. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslösemittel (10) ein Druckmittel, insbesonde re ein elektrisch beaufschlagbares Piezo-Element, ist, das mechanisch auf die Ankereinheit (13, 14) einwirkt.
  5. Auslösevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankereinheit (13, 14) einen Ankerträger (14) mit einer daran in einer Pendellagerung angeordneten Ankerplatte (13) aufweist.
  6. Auslösevorrichtung einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerträger (14) in der Art eines Klappankers drehbeweglich gelagert ist.
  7. Auslösevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (16) einen Teil der Ankereinheit (13, 14), insbesondere des Ankerträgers (14), bildet.
  8. Auslösevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (16) mit einer schräg zu dem Stößel (21) verlaufenden Gleitfläche (17) für den Auslöseschieber (20) versehen ist.
  9. Auslösevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (16) mit einem von dem Auslöseschieber (20) betätigbaren Rückstellzapfen (18) versehen ist.
  10. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (21) über ein Gelenk mit einem Kipphebel (22) verbunden ist.
  11. Auslösevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (22) freiendseitig an einem Auflager (23) gelagert ist.
  12. Auslösevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (21) mit dem Auslöseschieber (20) eine L-Form aufweist.
  13. Auslösevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) im Bereich des Gelenks mit dem Kipphebel (22) verbunden ist.
  14. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) die gespeicherte Energie aufweist.
  15. Schutzschaltgerät (30) mit einer Auslösevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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