DE102006033717B4

DE102006033717B4 - Justierbarer Kurzschlussauslöser

Info

Publication number: DE102006033717B4
Application number: DE102006033717A
Authority: DE
Inventors: Rudolf GRÄFENHAHN
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: WO2008009594A1; ATE503264T1; EP2044605A1; KR20080095839A; EP2044605B1; DE502007006788D1; CN101490784A; KR100994066B1; DE102006033717A1; BRPI0711126A2

Abstract

Überstromauslöser mit einem Joch, mit einer Spulenwicklung (1), mit einem Pol (2), mit einem Anker (3) und mit einer Rückhaltefeder (5) zum Vorspannen des Ankers (3), wobei zwischen dem Pol (2) und dem Anker (3) ein Luftspalt besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltefeder (5) als zwischen dem Pol (2) und dem Anker (3) vorgesehene Druckfeder (5) ausgebildet ist und dass der Überstromauslöser derart ausgeführt ist, dass die Druckfeder (5) austauschbar ist, wobei der Pol (2) zum Austausch der Druckfeder (5) mittels eines Gewindes oder eines Bajonettverschlusses am Joch (7) befestigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Überstromauslöser mit einem Joch, mit einer Spulenwicklung, mit einem Pol, mit einem Anker und mit einer Rückhaltefeder zum Vorspannen des Ankers, wobei zwischen dem Pol und dem Anker ein Luftspalt besteht.
Eine gattungsgemäße Einrichtung wird bei unverzögerten Überstromauslösern verwendet, wie sie bekannterweise in Leistungsschaltern zum Schalten und Schützen von Motoren und anderen Verbrauchern eingesetzt werden. Diese unverzögerten Überstromauslöser sind als elektromagnetische Auslöser konzipiert, die im Wesentlichen eine Spulenwicklung, einen Spulenkörper, einen Anker, einen Pol, einen Stößel, eine Rückhaltefeder und ein Joch umfassen. Der Anker zieht bei einem bestimmten Bemessungsstrom des Leistungsschalters, z. B. beim dreizehnfachen Nennstrom bei Motorschutz oder beim 19-fachen Nennstrom beim Trafoschutz an. Die Ankerbewegung wirkt dabei auf ein Schaltschloss und auf ein bewegliches Schaltstück, um die Kontakte zu öffnen. Gemäß Norm (IEC60947) darf dabei der Ansprechstrom maximal ±20% schwanken.
Bei größeren Einstellbereichen besteht die Schwierigkeit darin, wegen der benötigten größeren Tragquerschnitte, geringeren Windungszahlen, größeren Toleranzen der Spule und des Wickeldrahtes und dem damit verbundenen inhomogeneren magnetischen Magnetfeld, die Spulenwicklung zum Luftspalt zwischen dem Anker und dem Pol hinreichend genau zu positionieren, damit die Ansprechgrenzen gemäß Norm eingehalten werden können. Außerdem besteht das Problem, Schwankungen des Anker-Pol-Abstandes durch die Teiletoleranzen und Schwankungen der Rückhaltekraft wegen der Federtoleranzen hinreichend klein zu halten. Bei der Dimensionierung einer Leistungsschalterbaugröße wird bei der Kontaktlast und der Ausschaltkraft des Schaltschlosses vom maximal fließenden Strom ausgegangen. Für die Konstruktion bedeutet dies, dass entsprechend starke Federn eingebaut werden und alle Bauteile die wirkenden Kräfte tragen müssen.
Aus EP 1 105 900 B1 ist ein Überstromauslöser bekannt, bei dem die Spulenwicklung in axialer Richtung mittels eines Justageringes zwischen der Spulenwicklung und dem Joch positioniert werden kann.
In der CH 264437 A ist ein magnetischer Schnellauslöser für Überstromschalter offenbart, bei dem mittels einer für die Abstützung der Ankerfeder vorgesehenen Stellschraube, die sich in einer Gewindebohrung des Magnetkerns befindet, die Auslösekraft in einem gewissen Bereich verändert werden kann.
Bekannt ist z. B. aus den Leistungsschaltern SIRIUS 3RV der Baugröße S2 von Siemens auch die Verwendung einer außerhalb des Spulenkörpers liegenden Drehfeder als Rückhaltefeder, die ausgetauscht werden kann oder die mit Hilfe eines Rasters um gehängt werden kann. Drehfedern können allerdings nur mit relativ großen Kräftetoleranzen hergestellt werden und weisen eine ungünstige Reibung durch die Drehfeder-Lagerung auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überstromauslöser mit geringen Kräftetoleranzen für die Rückhaltefeder, dessen Ansprechwert nachträglich angepasst werden kann, sowie einen Leistungsschalter mit einem derartigen Überstromauslöser anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einem Überstromauslöser der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Rückhaltefeder als zwischen dem Pol und dem Anker vorgesehene Druckfeder ausgebildet ist und dass der Überstromauslöser derart ausgeführt ist, dass die Druckfeder austauschbar ist, wobei der Pol zum Austausch der Druckfeder mittels eines Gewindes oder eines Bajonettverschlusses am Joch befestigbar ist.
Druckfedern können mit kleineren Kräftetoleranzen hergestellt werden als Drehfedern, wodurch auch vorteilhafterweise innerhalb der zulässigen Toleranz nach IEC60947 von ±20% der Ansprechstrom auf z. B. den 13-fachen Nennstrom minus 20% verkleinert werden kann. Darüber hinaus weisen Druckfedern keine Reibung zwischen den Windungen und keine so ungünstige Reibung wie eine Drehfeder-Lagerung auf. Zudem ist durch die Austauschbarkeit der Druckfeder eine leichte nachträgliche Verschiebung des Ansprechwertes des Überstromauslösers am fertigen Überstromauslöser bzw. fertigem Gerät möglich.
Dazu ist in einer vorteilhaften Ausführungsform die Druckfeder von einer ersten Seite des Überstromauslösers her montierbar und von einer der ersten Seite gegenüber liegenden Seite demontierbar.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen weist der Pol und/oder der Anker auf der der Druckfeder zugewandten Seite eine dem Innendurchmesser der Druckfeder entsprechende Erhebung auf, die der Lagerung der Druckfeder dient.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist die Spulenwicklung auf einem Spulenkörper angeordnet und das Joch zweistückig ausgebildet.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist der Spulenkörper aus Kunststoff ausgebildet und weist eine Kontur zur Fixierung des Pols auf, damit sich dieser nicht lösen kann. Die Kontur dient damit als Schutz gegen ein Lösen oder Herausdrehen des Pols bei z. B. Erschütterungen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung eines Überstromauslösers für einen Leistungsschalter und
2 den Überstromauslöser aus 1 im zusammengebauten Zustand.
1 zeigt die wesentlichen Komponenten eines Überstromauslösers, der für Leistungsschalter zum Schalten und Schützen von Motoren und anderen Verbrauchern eingesetzt wird, in einer Explosionsdarstellung. Der Überstromauslöser ist dabei zusammengesetzt aus einer Spulenwicklung 1 auf einem Spulenkörper 6, einem Pol 2, einem Anker 3, einer Druckfeder 5 und einem Anschluss 7. Der Spulenkörper 6 ist mit einem Trägerelement 9 einstückig ausgeführt. Ein im Wesentlichen Z-förmiges Joch ist einstückig ausgeführt und entspricht dem Anschlussstück 7. Eine Kombischraube 8 dient u. a. zur Positionierung der beiden Teile 7 und 9 zueinander. Die Druckfeder 5 befindet sich im zusammengebauten Zustand zwischen dem Pol 2 und dem Anker 3 im Inneren des Spulenkörpers 6. Der Anker 3 weist auf der der Druckfeder 5 zugewandten Seite eine dem Innendurchmesser der Druckfeder 5 entsprechende Erhebung 4 auf, die im zusammengebauten Zustand von der Druckfeder 5 umschlossen wird. Der Pol 2 ist auf das Anschlussstück 7 mittels eines Gewindes befestigbar, so dass die Druckfeder 5 auch im fertigen Gerät leicht durch Abschrauben des Pols 2 ausgetauscht werden kann, wodurch der Ansprechwert des Überstromauslösers variiert werden kann. Zu diesem Zweck ist das polseitige Loch des Spulenkörpers 6 groß genug für eine Demontage der Druckfeder 5, um den Druckfederaustausch zu ermöglichen. Das polseitige Loch des Spulenkörpers 6 weist daneben eine spezielle Kontur zur Fixierung des Pols 2 auf, die als (zusätzlicher) Schutz z. B. gegen ein Herausdrehen des Pols 2 bei Erschütterungen dient, so dass sich der Pol 2 nicht lösen kann.
2 zeigt den Überstromauslöser aus 1 im zusammengebauten Zustand, wobei die Spulenwicklung 1 auf dem Spulenkörper 6 angeordnet ist. Der Anker 3, der Pol 2 sowie die Druckfeder 5 befinden sich im Hohlraum des zylinderförmigen Spulenkörpers 6.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Überstromauslöser mit einem Joch, mit einer Spulenwicklung, mit einem Pol, mit einem Anker und mit einer Rückhaltefeder zum Vorspannen des Ankers, wobei zwischen dem Pol und dem Anker ein Luftspalt besteht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überstromauslöser mit geringen Kräftetoleranzen für die Rückhaltefeder, dessen Ansprechwert nachträglich angepasst werden kann, sowie einen Leistungsschalter mit einem derartigen Überstromauslöser anzugeben. Diese Aufgabe wird bei einem Überstromauslöser der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Rückhaltefeder als zwischen dem Pol und dem Anker vorgesehene Druckfeder ausgebildet ist und dass der Überstromauslöser derart ausgeführt ist, dass die Druckfeder austauschbar ist. Druckfedern können mit kleineren Kräftetoleranzen hergestellt werden als Drehfedern, wodurch auch vorteilhafterweise innerhalb der zulässigen Toleranz nach IEC60947 von ±20% der Ansprechstrom auf z. B. den 13-fachen Nennstrom minus 20% verkleinert werden kann. Darüber hinaus weisen Druckfedern keine Reibung zwischen den Windungen und keine so ungünstige Reibung wie eine Drehfeder-Lagerung auf. Zudem ist durch die Austauschbarkeit der Druckfeder eine leichte nachträgliche Verschiebung des Ansprechwertes des Überstromauslösers am fertigen Überstromauslöser bzw. fertigem Gerät möglich.

Claims

Überstromauslöser mit einem Joch, mit einer Spulenwicklung (1), mit einem Pol (2), mit einem Anker (3) und mit einer Rückhaltefeder (5) zum Vorspannen des Ankers (3), wobei zwischen dem Pol (2) und dem Anker (3) ein Luftspalt besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhaltefeder (5) als zwischen dem Pol (2) und dem Anker (3) vorgesehene Druckfeder (5) ausgebildet ist und dass der Überstromauslöser derart ausgeführt ist, dass die Druckfeder (5) austauschbar ist, wobei der Pol (2) zum Austausch der Druckfeder (5) mittels eines Gewindes oder eines Bajonettverschlusses am Joch (7) befestigbar ist.
Überstromauslöser nach Anspruch 1, wobei die Druckfeder (5) von einer ersten Seite des Überstromauslösers her montierbar und von einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite zusätzlich demontierbar ist.
Überstromauslöser nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anker (3) auf der der Druckfeder (5) zugewandten Seite eine dem Innendurchmesser der Druckfeder (5) entsprechende Erhebung (4) aufweist.
Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Pol (2) auf der der Druckfeder (5) zugewandten Seite eine dem Innendurchmesser der Druckfeder (5) entsprechende Erhebung aufweist.
Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spulenwicklung (1) auf einem Spulenkörper (6) angeordnet ist.
Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Joch zweistückig ausgebildet ist.
Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spulenkörper (6) eine Kontur zur Fixierung des Pols (2) aufweist.
Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spulenkörper (6) aus Kunststoff ausgebildet ist.
Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Pol (2) einen Schaft und einen Schraubkopf aufweist.
Überstromauslöser nach Anspruch 9, wobei der Pol (2) derart am Joch (7) befestigbar ist, dass der Schraubkopf im festgedrehten Zustand bündig an dem Joch (7) anschließt.
Leistungsschalter mit mindestens einem Überstromauslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 9.