DE102013222198A1

DE102013222198A1 - triggering device

Info

Publication number: DE102013222198A1
Application number: DE201310222198
Authority: DE
Inventors: Detlef Gerhard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-04-30

Abstract

Um eine Auslösevorrichtung (1) zur Stromkreisunterbrechung bei Fehlerströmen zu schaffen, die sich durch verbesserte Auslöseeigenschaften auszeichnet, ist vorgesehen, die Ankerplatte (13) eines robusten Magnetkreises an einem Federgelenk (5) auzuhängen. Mit dem im Stand der Technik verwendeten Lagerbock zur Aufhängung der Ankerplatte entfällt auch dessen Spiel. Durch das Federgelenk (5) wird eine sehr reibungsarme Gelenkverbindung geschaffen, welche eine exakte Positionierung der Ankerplatte (13) auf den Polflächen (11, 12) sicherstellt. Denn die Abweichungen in der Aufsetzposition der Ankerplatte (13) führen dazu, dass sich die Breite eines Luftspalts zwischen den Polflächen (11, 12) und der Ankerplatte (13) ebenfalls verändert. Änderungen in der Breite des Luftspalts bzw. Magnetspalts führen zu großen Toleranzen im Magnetkreis. Entsprechend vorteilhaft wirkt sich die Reduzierung der Varianz des Magnetspalts aus. Die Auslösevorrichtung eignet sich zum Beispiel zum Einbau in einen Fehlerstromschutzschalter.In order to provide a trigger device (1) for circuit interruption in fault currents, which is characterized by improved tripping characteristics, it is provided to hang the armature plate (13) of a robust magnetic circuit on a spring joint (5). With the bearing block used in the prior art for suspension of the anchor plate also eliminates the game. By the spring joint (5) a very low-friction hinge connection is created, which ensures an exact positioning of the armature plate (13) on the pole faces (11, 12). Because the deviations in the placement position of the anchor plate (13) cause the width of an air gap between the pole faces (11, 12) and the anchor plate (13) also changed. Changes in the width of the air gap or magnetic gap lead to large tolerances in the magnetic circuit. Correspondingly advantageous is the reduction in the variance of the magnetic gap. The tripping device is suitable, for example, for installation in a fault current circuit breaker.

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Danach weist die Auslösevorrichtung ein Magnetjoch, ein daran angeordnetes Magnetelement und eine Ankerplatte 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 Ankerplatte von den Polflächen lösbar ist, wobei ein Auslöseelement, das mit der Ankerplatte in einer Wirkverbindung steht, zur Übertragung einer gespeicherten Energie auf ein Schaltschloss eines Schaltgerätes zur Öffnung dessen elektrischer Kontakte geeignet ist. The invention relates to a triggering device according to the preamble of claim 1. Thereafter, the triggering device comprises a magnetic yoke, a magnetic element arranged thereon and an armature plate, which is supported against the force of a spring element by the force of the magnetic element on pole faces of the magnetic yoke, wherein a release means provided is, the triggering force of the magnetic force counteracts such that the armature plate is detachable from the pole faces, wherein a trigger element, which is in operative connection with the armature plate, is suitable for transmitting a stored energy to a switching mechanism of a switching device for opening the electrical contacts.

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 einem 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. A tripping device of the aforementioned type is used for example in a residual current circuit breaker. Here, all current-carrying conductors, including the neutral conductor, are guided by a summation current transformer of the residual current circuit breaker. The conductors form the input winding of the converter. In error-free operation, ie in a fault current that does not occur, the sum of the inflowing and outflowing streams is the same size, so that cancel the magnetic fields of the conductors. When a fault occurs, such as a short circuit, this balance is disturbed because a portion of the current, namely the fault current, flows through a protective conductor and the earth. In an output winding of the summation current transformer, therefore, a voltage is induced, which serves to open electrical contacts via a release means and a downstream switching lock of a switching device and thus ultimately causes a circuit interruption or a network separation. As a triggering means on the one hand an electric coil can be provided, which is arranged on a yoke leg of a magnetic yoke with a movable armature such that when they are excited a magnetic flux is given, which counteracts the magnetic flux disposed on the magnet yoke permanent magnet, wherein the magnetic flux is reduced in that the movable armature loses its adhesion to the magnetic yoke and is abruptly moved by a spring into an interrupting position. In this case, a mechanical energy is released, which is implemented via trigger members for opening the current-carrying electrical contacts. The same effect can be achieved with a piezo element as a triggering means, which supplies the fault-induced induction voltage and acts in its function as electromechanical pressure means on the armature unit in the direction of the interruption position.

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. Such a tripping device with a coil is for example from the DE 26 48 994 A1 known, according to which an electromagnetic relay is provided, which has an approximately U-shaped yoke, a permanent magnet attached thereto, a coil surrounding one leg of the yoke and a magnet-hinged armature rotatably mounted at the free end of the other leg, in the tightened state the relay abuts against the one leg against the force of a spring. When falling, the hinged armature acts on a Verklinkungsstelle in the opening direction, with one of the Verklinkungsstelle held in a tensioned state energy storage is released, the energy is transmitted via a trigger element on a switch lock for opening electrical contacts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch verbesserte Auslöseeigenschaften auszeichnet. The invention has for its object to provide a triggering device of the type mentioned, which is characterized by improved release properties.

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. The object is achieved on the basis of a triggering device according to the preamble of claim 1 according to the invention by the characterizing features of claim 1; advantageous embodiments are the subject of further claims.

Die Auslösevorrichtung umfasst ein Magnetjoch und ein daran angeordnetes Magnetelement, ferner eine Ankereinheit, insbesondere eine Ankerplatte, die entgegen der Kraft eines Federelements durch die Kraft des Magnetelements an Polflächen des Magnetjochs gehaltert ist; weiterhin ein Auslösemittel, dessen Auslösekraft der Magnetkraft derart entgegenwirkt, dass die Ankereinheit von den Polflächen lösbar ist; und ein Auslöseelement, das mit der Ankereinheit in einer Wirkverbindung steht und mittels dem eine gespeicherte Energie auf ein Schaltschloss eines Schaltgerätes zur Öffnung elektrischer Kontakte übertragbar ist. The triggering device comprises a magnetic yoke and a magnetic element arranged thereon, furthermore an armature unit, in particular an armature plate, which, contrary to the force of a spring element, is held by the force of the magnetic element on pole faces of the magnetic yoke; furthermore a triggering means, the triggering force of which counteracts the magnetic force such that the armature unit can be detached from the pole faces; and a triggering element, which is in operative connection with the armature unit and by means of which a stored energy is transferable to a switching lock of a switching device for opening electrical contacts.

Die Anordnung ist gekennzeichnet durch ein Federgelenk, welches die Ankereinheit mit einem Gehäuse, einem Bauteil des Magnetjochs oder einem sonstigen Bauteil der Auslösevorrichtung verbindet und hierdurch eine Aufhängung für die Ankereinheit bereitstellt. The arrangement is characterized by a spring joint, which connects the anchor unit with a housing, a component of the magnetic yoke or any other component of the triggering device and thereby provides a suspension for the anchor unit.

Die Aufhängung der Ankerplatte an einem Federgelenk bietet den Vorteil, dass der im Stand der Technik verwendete Lagerbock zur Aufhängung der Ankerplatte und damit auch dessen Spiel entfällt. Durch die mittels des Federgelenks definierte Lage der Ankerplatte auf den Polflächen wird vermieden, dass die Ankerplatte mit jedem Aufsetzen leicht unterschiedliche Positionen auf den Polflächen einnimmt, wodurch sich die Auslöseeigenschaften der Auslösevorrichtung, insbesondere deren Ausfallrate, verbessern. Denn die Abweichungen in der Aufsetzposition der Ankerplatte führen dazu, dass sich die Breite eines Luftspalts zwischen den Polflächen und der Ankerplatte ebenfalls verändert. Die Erfindung beruht nun unter anderem auf der Erkenntnis, dass Änderungen in der Breite des Luftspalts bzw. Magnetspalts zu großen Toleranzen im Magnetkreis führen. Entsprechend vorteilhaft wirkt sich die Reduzierung der Varianz des Magnetspalts aus. The suspension of the anchor plate on a spring joint has the advantage that the bearing block used in the prior art for suspension of the anchor plate and thus also its game is eliminated. By means of the spring joint defined position of the anchor plate on the pole faces it is avoided that the anchor plate occupies slightly different positions on the pole faces with each touchdown, whereby the triggering properties of the triggering device, in particular its failure rate, improve. Because the deviations in the placement position of the anchor plate cause the width of an air gap between the pole faces and the anchor plate also changed. The invention is based inter alia on the finding that changes in the width of the air gap or magnetic gap lead to large tolerances in the magnetic circuit. Correspondingly advantageous is the reduction in the variance of the magnetic gap.

Durch das Federgelenk wird eine sehr reibungsarme Gelenkverbindung geschaffen, welche eine exakte Positionierung der Ankerplatte auf den Polflächen sicherstellt. By the spring joint a very low-friction hinge connection is created, which ensures an exact positioning of the anchor plate on the pole faces.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Federgelenk zusätzlich zu dem Federelement in der Auslösevorrichtung verbaut. According to one embodiment, the spring joint is installed in addition to the spring element in the triggering device.

In einer Weiterbildung ist das Federgelenk mit dem Federelement identisch ist, und insbesondere als einfache Biegefeder ausgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass das Federelement, beispielsweise eine Zugfeder mit zugehörigen beidseitigen Federhaltern, als gesondertes Bauelement entfallen kann, da es funktional durch das Federgelenk ersetzt wird. Hierdurch werden die Herstellungskosten reduziert, da die entsprechenden Bauelemente und Fertigungsschritte eingespart werden. In a further development, the spring joint is identical to the spring element, and in particular designed as a simple bending spring. This offers the advantage that the spring element, for example a tension spring with associated two-sided spring holders, can be omitted as a separate component, since it is functionally replaced by the spring joint. As a result, the manufacturing costs are reduced, since the corresponding components and manufacturing steps can be saved.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Ankereinheit mittig mit dem Federelement verschweisst. According to one embodiment, the anchor unit is welded centrally with the spring element.

In einer Weiterbildung weist die Ankereinheit an der Stelle der Verschweißung mit dem Federelement eine Erhabenheit, insbesondere in Höhe von ca. 0,5 mm bis 1 mm, auf. Die Erhabenheit dient als Abstand zwischen dem Federelement und der Ankereinheit. Gleichzeitig wird der aktive Federweg vorteilhaft verlängert. Abschließend eignet sich die Erhabenheit als Anschweißstelle an das Federelement. In a further development, the anchor unit at the point of welding with the spring element has a grandeur, in particular in the amount of about 0.5 mm to 1 mm. The grandeur serves as a distance between the spring element and the anchor unit. At the same time, the active travel is advantageously extended. Finally, the majesty is suitable as welding point to the spring element.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Auslöseelement als Anschlag für das Federelement angeordnet und wirkt als Dämpfer für das Federelement. According to one embodiment, the triggering element is arranged as a stop for the spring element and acts as a damper for the spring element.

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. Advantageously, an electric coil is provided as a triggering means, which is arranged on a yoke leg of the magnetic yoke such that when they excite a magnetic flux is given, which counteracts the magnetic flux of the magnetic element. This results in a space-saving arrangement by the plugged on a yoke leg electric coil.

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. Advantageously, the magnetic element is designed as a permanent magnet, whereby a supply-free, passive component for a sufficiently large magnetic flux for adhesion of the armature unit to the magnetic yoke, which together form a magnetic system, is ensured.

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. Advantageously, the triggering means is an electrically acted piezoelectric element acting as electromechanical pressure means on the armature unit for detaching the same from the magnetic yoke, wherein the piezoelectric element has a very small component volume and accordingly contributes to a compact design of the triggering device.

Mit Vorteil ist der Ankerträger in der Art eines Klappankers drehbeweglich in dem Federgelenk gelagert, so dass eine reibungsminimierte Lagerung einerseits gegeben ist und aufwändige Maßnahmen für eine geradlinige Führung andererseits entfallen. Advantageously, the anchor carrier is rotatably mounted in the manner of a hinged armature in the spring joint, so that a friction-minimized storage is given on the one hand and eliminates complex measures for a linear guide on the other hand.

Mit Vorteil stellt das Federelement auch die gespeicherte Energie zur Verfügung, wodurch auf weitere Bauelemente zur Speicherung von mechanischer Energie verzichtet werden kann. Advantageously, the spring element and the stored energy available, which can be dispensed with further components for storing mechanical energy.

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: The invention and advantageous embodiments according to the features of the other claims are explained in more detail below with reference to embodiments shown in the drawings, without limiting the invention so far; show in it:

1 eine Auslösevorrichtung aus dem Stand der Technik in AUS-Stellung (ausgelöster Stellung); 1 a tripping device of the prior art in the OFF position (triggered position);

2 eine schematische Darstellung der Auslösevorrichtung gemäß 1 in EIN-Stellung (auslösebereiter Stellung); 2 a schematic representation of the triggering device according to 1 in ON position (trigger ready position);

3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung in EIN-Stellung (auslösebereiter Stellung); 3 an embodiment of the tripping device according to the invention in the ON position (tripping ready position);

4 eine Schaltungsanordnung eines Schutzschaltgerätes mit der Auslösevorrichtung nach 3. 4 a circuit arrangement of a protective switching device with the tripping device according to 3 ,

In den 1 und 2 ist in einer Schnittdarstellung bzw. in einer schematischen Darstellung eine aus dem Stand der Technik bekannte Auslösevorrichtung 1 zur Stromkreisunterbrechung bei Fehlerströmen in ihrer AUS- und 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. In the 1 and 2 is a sectional view or in a schematic representation of a known from the prior art tripping device 1 to break the circuit in the event of fault currents in their OFF and ON positions. The triggering device 1 has a housing 2 on, which can be used in a circuit breaker, in particular residual current or residual current circuit breaker, modular design, with an immediate integration of the triggering device 1 in the circuit breaker or in its housing can be done as it were.

Die Auslösevorrichtung 1 – auch als Auslöserelais bezeichnet – ist mit einem Magnetsystem 3 versehen, das einen Dauermagneten aufweist. Das Magnetsystem steht in Verbindung mit einem 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 Vermeidung eines magnetischen Nebenschlusses sind die beiden Jochschenkel 7, 8 durch eine Trennfolie elektrisch isoliert. The triggering device 1 - Also called trigger relay - is with a magnet system 3 provided, which has a permanent magnet. The magnet system is in communication with a magnetic yoke 6 that has a first yoke leg 7 and one another yoke leg 8th having. The two yoke legs 7 . 8th are identical, but mirror-inverted mounted to each other, so that an approximately U-shaped unit is formed. To avoid a magnetic shunt, the two yoke legs 7 . 8th electrically isolated by a release film.

Als Auslösemittel 10 ist eine Elektrospule vorgesehen, die auf den weiteren Jochschenkel 8 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 im Sinne eines Klappankers einseitig drehbar gelagert, wodurch sich diese in einem vordefinierten Bereich verschwenken lässt. Die gehäuseseitige Lagerstelle 15 der Ankerplatte 13 wird durch ein Führungsblech 4 geformt, welches gleichzeitig auch einen ersten Federhalter 16 bereitstellt. As a trigger 10 An electric coil is provided on the other yoke legs 8th is plugged. The free ends of the two yoke legs 7 . 8th each have a pole face 11 . 12 on, leading to the formation of a magnetic circuit with an anchor plate 13 are connectable. The anchor plate 13 is rotatably mounted on one side in the sense of a hinged armature, whereby it can be pivoted in a predefined area. The housing-side depository 15 the anchor plate 13 is through a guide plate 4 shaped, which at the same time also a first pen holder 16 provides.

In der in 1 dargestellten AUS-Stellung ist ein als Stößel ausgeführtes, verschiebbares Auslöseelement 21 durch die Einwirkung der Ankerplatte 13 vollständig in Pfeilrichtung ausgefahren. Der Stößel 21 ist zur geradlinigen Verschiebung in einer Gehäuseöffnung geführt. Eine Zugfeder 25 sorgt als Energiespeicher für die nötige Vorspannung der Auslösevorrichtung 1. Die Zugfeder 25 ist hierbei zum einen am ersten Federhalter 16 des Führungsblechs 4 und zum anderen an einem zweiten Federhalter 17, welcher in der Mitte der Ankerplatte 13 montiert ist fixiert. In the in 1 OFF position shown is designed as a ram, displaceable release element 21 by the action of the anchor plate 13 fully extended in the direction of the arrow. The pestle 21 is guided for rectilinear displacement in a housing opening. A tension spring 25 provides as energy storage for the necessary bias of the triggering device 1 , The tension spring 25 Here is the one on the first pen holder 16 of the guide plate 4 and on the other to a second pen holder 17 , which is in the middle of the anchor plate 13 mounted is fixed.

In 2 ist der von dem Dauermagneten 3 ausgehende magnetische Fluss MF als geschlossener Kreislauf durch Pfeile schematisch dargestellt. Die Auslöse-Stellung ist dann gegeben, wenn ein auftretender Fehlerstrom durch die den weiteren 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 Ankerplatte 13 wird hierbei auf Grund der dann stärkeren Kraft der Zugfeder 25 gegenüber der ursprünglichen Haltekraft des Magnetsystems 3 nicht mehr an den Polflächen 11, 12 gehalten. Die Zugfeder 25 reißt folglich die Ankerplatte 13 in die AUS-Stellung, welche in 1 gezeigt ist. In 2 is that of the permanent magnet 3 outgoing magnetic flux MF is shown as a closed circuit by arrows schematically. The trip position is given when an occurring fault current through the other yoke leg 7 surrounding electric coil 10 flows. The electric coil 10 builds up a magnetic counterflow, which is the magnetic flux MF of the permanent magnet 3 weakens. The anchor plate 13 This is due to the then stronger force of the tension spring 25 opposite to the original holding force of the magnet system 3 no longer at the pole faces 11 . 12 held. The tension spring 25 thus tears the anchor plate 13 in the OFF position, which in 1 is shown.

Mit anderen Worten löst sich die Ankerplatte 13 von den Polflächen 11, 12 der Jochschenkel 7, 8 und schwenkt von diesen weg, wobei durch den Verschwenkvorgang die Kugel des in 1 gezeigten Auslöseelements 21 in Richtung Gehäuse 2 gedrückt wird. Die freigesetzte Energie der Zugfeder 25 kann sich entfalten und den Stößel 21 in die durch den Pfeil gekennzeichnete Auslöserichtung beschleunigen. In other words, the anchor plate dissolves 13 from the pole faces 11 . 12 the yoke leg 7 . 8th and pivots away from them, wherein by the pivoting the ball of in 1 shown triggering element 21 towards the housing 2 is pressed. The released energy of the tension spring 25 can unfold and the pestle 21 accelerate in the direction indicated by the arrow.

Gemäß 1 ist der Stößel 21 bis in seine Endlage verfahren, so dass sich die Auslösevorrichtung 1 in ihrer AUS-Stellung befindet. In der AUS-Stellung ist 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 versehenen Kraftspeicher eines Schaltgeräts unmittelbar auszulösen. Dieser wirkt auf das ansatzweise dargestellte Schaltschloss 29 des Schaltgeräts, 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 von seiner Betriebsstellung EIN in seine Betriebsstellung AUS überführt wird. Folglich ist ein durch das Schutzschaltgerät elektrisch gesicherter Stromkreis im Sinne der Personen- und Anlagensicherheit unterbrochen. Der den Fehlerstrom verursachende Umstand kann nunmehr behoben werden. According to 1 is the pestle 21 moved to its end position, so that the triggering device 1 is in its OFF position. In the OFF position is the tension spring 25 relaxed. The free end of the pestle 21 occurs from the case 2 out to one with a switch latch 29 and directly provided with a return spring energy storage device of a switching device. This acts on the rudimentary switch lock shown 29 of the switching device, in particular protection device, such that it unlatches, ie is released. Finally, at least one switching point is opened by the force of the return spring, whereby the protective switching device is transferred from its operating position ON in its operating position OFF. Consequently, an electrical circuit protected by the protective switching device is interrupted in the sense of personal and plant safety. The cause of the fault current circumstance can now be resolved.

Um das Schutzschaltgerät 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 – die 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. In order to bring the protective switching device as quickly as possible back to its standby or also ON position, ie the position in which fault currents can be detected again, is immediately after the activation of the triggering device 1 - speak after the extension of the ram 21 - the anchor plate 13 through the energy storage, so through the switching mechanism 29 with integrated return spring, brought back to its original position, with the anchor plate 13 on the pole surfaces 11 . 12 the yoke leg 7 . 8th comes to rest.

Die Rückstellfeder des Schaltschlosses 29 beaufschlagt hierbei einen Rückstellhebel derart, dass dieser in Richtung des freien Endes des Stößels 21 beschleunigt wird. Dabei wirkt eine von dem Rückstellhebel übertragene Schubkraft auf den Stößel 21. Dadurch erfolgt letztlich eine Rückstellung der Auslösevorrichtung 1. Dabei drückt die Kugel am unteren Ende des Stößels 21 auf die Gleitfläche der Ankerplatte 13, bis entgegen der Kraft der Zugfeder 25 eine Verschwenkung der Ankerplatte 13 in Richtung der Polflächen 11, 12 der Jochschenkel 7, 8 bewirkt wird, wodurch sich die Auslösevorrichtung 1 erneut in ihrer EIN-Stellung gemäß 2 befindet. The return spring of the switch lock 29 in this case acts on a return lever such that this in the direction of the free end of the plunger 21 is accelerated. In this case, a transmitted from the reset lever thrust acts on the plunger 21 , As a result, there is ultimately a provision of the triggering device 1 , The ball presses at the lower end of the plunger 21 on the sliding surface of the anchor plate 13 , until against the force of the tension spring 25 a pivoting of the anchor plate 13 in the direction of the pole faces 11 . 12 the yoke leg 7 . 8th is effected, whereby the triggering device 1 again in its ON position according to 2 located.

Das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Änderungen des Luftspalts bzw. des Magnetspaltes massive Auswirkungen auf die Funktion des Magnetkreises haben. Die in 3 gezeigte Auslösevorrichtung 1 ist in Bezug auf das Magnetsystem 3, das Magnetjoch 6, den ersten Jochschenkel 7, den weiteren Jochschenkel 8, die Polflächen 11, 12, das Auslösemittel 10, das Auslöseelement 21 und das Gehäuse 2 im Wesentlichen baugleich mit den im Kontext der 1 und 2 beschriebenen Ausführungsformen. Sämtliche Erläuterungen zu dem in den 1 und 2 beschriebenen Stand der Technik finden folglich analog auf das vorliegende Ausführungsbeispiel Anwendung. This in 3 shown embodiment of the invention is based on the finding that changes in the air gap or the magnetic gap have massive effects on the function of the magnetic circuit. In the 3 shown triggering device 1 is in relation to the magnet system 3 , the magnetic yoke 6 , the first yoke leg 7 , the other yoke legs 8th , the pole faces 11 . 12 , the triggering agent 10 , the trigger element 21 and the case 2 essentially identical to those in the context of 1 and 2 described embodiments. All explanations to the in the 1 and 2 As a result, the prior art described is analogously applicable to the present exemplary embodiment.

Im Unterschied zum Stand der Technik ist die Ankerplatte 13 in 3 jedoch nicht auf einem Lagerbock in Pendellagerung gehaltert, sondern mit dem Federelement 25 an einer Erhabenheit 9 mittig verschweißt. Das Federelement 25 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel nicht wie im Stand der Technik eine Zugfeder, sondern eine einfache Blattfeder. Das Federelement 25 wirkt folglich als Federgelenk 5 zur Aufhängung der Ankerplatte 13 und ersetzt neben der Zugfeder aus dem Stand der Technik auch die in 2 gezeigten Federhalter 16, 17. Das Führungsblech 4 aus 2 ist in dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein einfaches keilförmiges Bauelement 14 ersetzt. Solange die Ankerplatte 13 auf den Polflächen 11, 12 aufliegt, ist das Federelement 25 gespannt. In contrast to the prior art is the anchor plate 13 in 3 but not mounted on a bearing block in pendulum bearing, but with the spring element 25 on a grandeur 9 welded in the middle. The spring element 25 is not a tension spring in the illustrated embodiment, as in the prior art, but a simple leaf spring. The spring element 25 thus acts as a spring joint 5 for suspension of the anchor plate 13 and replaced in addition to the tension spring from the prior art also in 2 shown pen holder 16 . 17 , The guide plate 4 out 2 is in the in 3 shown embodiment by a simple wedge-shaped component 14 replaced. As long as the anchor plate 13 on the pole surfaces 11 . 12 rests, is the spring element 25 curious; excited.

Die Elemente der Auslösevorrichtung 1 wirken analog zu den aus dem Stand der Technik bekannten Mechanismen zusammen. Sobald ein auftretender Fehlerstrom durch die den weiteren Jochschenkel 7 umgebende Elektrospule 10 fließt, baut diese einen magnetischen Gegenfluss auf, der den magnetischen Fluss MF des Dauermagneten 3 schwächt. Die Ankerplatte 13 wird hierbei auf Grund der dann stärkeren Kraft des Federelements 25 gegenüber der ursprünglichen Haltekraft des Magnetsystems 3 nicht mehr an den Polflächen 11, 12 gehalten. Die Blattfeder 25 reißt folglich die Ankerplatte 13 in die AUS-Stellung, welche in 1 gezeigt ist. Mit anderen Worten löst sich die Ankerplatte 13 von den Polflächen 11, 12 der Jochschenkel 7, 8 und schwenkt von diesen weg, wobei durch den Verschwenkvorgang die Kugel des Auslöseelements 21 in Richtung Gehäuse 2 gedrückt wird. Die freigesetzte Energie der Blattfeder 25 kann sich entfalten und den Stößel 21 in die durch den Pfeil gekennzeichnete Auslöserichtung beschleunigen. The elements of the triggering device 1 act together analogous to the mechanisms known from the prior art. Once an occurring fault current through the other yoke leg 7 surrounding electric coil 10 flows, this builds up a magnetic counterflow, which is the magnetic flux MF of the permanent magnet 3 weakens. The anchor plate 13 This is due to the then stronger force of the spring element 25 opposite to the original holding force of the magnet system 3 no longer at the pole faces 11 . 12 held. The leaf spring 25 thus tears the anchor plate 13 in the OFF position, which in 1 is shown. In other words, the anchor plate dissolves 13 from the pole faces 11 . 12 the yoke leg 7 . 8th and pivots away from them, wherein by the pivoting the ball of the trigger element 21 towards the housing 2 is pressed. The released energy of the leaf spring 25 can unfold and the pestle 21 accelerate in the direction indicated by the arrow.

Gemäß 3 ist der Stößel 21 bis in seine Endlage verfahren, so dass sich die Auslösevorrichtung 1 in ihrer AUS-Stellung befindet. In der AUS-Stellung ist die Blattfeder 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 versehenen Kraftspeicher eines Schaltgeräts unmittelbar auszulösen. According to 3 is the pestle 21 moved to its end position, so that the triggering device 1 is in its OFF position. In the OFF position is the leaf spring 25 relaxed. The free end of the pestle 21 occurs from the case 2 out to one with a switch latch 29 and directly provided with a return spring energy storage device of a switching device.

Die Kugel am unteren Ende des Stößels 21 wirkt hierbei als Dämpfer und verhindert, dass das Federelement 25 mit der Ankerplatte 13 schwingt. The ball at the lower end of the pestle 21 acts as a damper and prevents the spring element 25 with the anchor plate 13 swings.

In 4 ist eine Schaltungsanordnung 38 gezeigt, die der Teileanordnung eines Schutzschaltgerätes zusammen mit der Auslösevorrichtung 1 gemäß 3 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. In 4 is a circuit arrangement 38 shown, the parts of a protective circuit device together with the triggering device 1 according to 3 equivalent. The circuit arrangement 38 has input terminals E1, E3, E5, and N, and output terminals A2, A4, A6, and N. Between the respective input and output terminals A1 to A6 and N corresponding current paths L1 to L3 and N are arranged, by associated switching points S11 to S42 by means of the switching mechanism 29 are interruptible. In addition to the switching points S11 to S42 an auxiliary switching point S51, S52 is provided, which also in a mechanical operative connection to the switching mechanism 29 stands. The current paths L1, L2, L3 and N or all current-carrying conductors of the load circuit are on the primary side by a summation current transformer 39 led and finally open in the output terminals A2, A4, A6 and N. Secondary is by the summation current transformer 39 also one of two supply lines 40 for the electric coil 10 guided. The electric coil 10 stands in turn with the switch lock 29 in a mechanical operative connection.

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 den magnetischen Hauptfluss MF, so dass die Ankerplatte 13 durch die dann überwiegende Kraft des Federelements 25 von den Polflächen 11, 12 der Jochschenkel 7, 8 gemäß 3 abgehoben wird. Das Schaltschloss 29 wird mittels des Stößels 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 und damit letztlich zum Auslösen des Schutzschalters 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 Ankerplatte 13 gemäß 3 in Richtung der Freigabestellung einwirkt. In case of error, the secondary side of the converter 39 due to the resulting differential current induces a voltage. The voltage is used to excite the coil 10 , The excited coil 10 reduces the main magnetic flux MF, leaving the armature plate 13 by the then predominant force of the spring element 25 from the pole faces 11 . 12 the yoke leg 7 . 8th according to 3 is lifted. The switch lock 29 is acted upon by the plunger and thereby causes a change in the switching position of the switching points S11 to S42 and S51, S52. This effect is also for testing purposes via a test circuit 41 reachable. The test circuit 41 has a test button 42 and a resistor 43 on. The test button 42 is on the one hand with the input contact of the auxiliary switching point S51, S52 and the other with the series resistor 43 connected. The output contact of the auxiliary switching point S51, S52 has an electrically conductive connection to the output terminal S34 of the switching point S41, S42. The series resistor 43 is provided at its second terminal with a conductor passing through the primary circuit of the converter 39 is led to the current path L1. When the test button is pressed 42 becomes the test circuit 41 closed, taking over the series resistor 43 in the converter 39 a differential current is generated, which is also one on the triggering device 1 acting induction voltage generated; the electric coil 10 weakens the magnetic field of the permanent magnet 3 according to 3 , which leads to the triggering of the plunger and thus ultimately to the triggering of the circuit breaker. The same effect can be achieved with a piezo element as a trigger 10 be achieved, which supplies the fault-induced induction voltage and in its function as electromechanical pressure medium on the anchor plate 13 according to 3 acts in the direction of the release position.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele, Varianten, Ausführungsformen und Weiterbildungen können frei miteinander kombiniert werden. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention leave. The described embodiments, variants, embodiments and developments can be freely combined with each other.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2648994 A1 [0003]

Claims

Triggering device ( 1 ), - with a magnetic yoke ( 6 ) and with a magnetic element arranged thereon ( 3 ); - with an anchor unit ( 13 ), in particular an anchor plate, which against the force of a spring element ( 25 ) by the force of the magnetic element ( 3 ) on pole faces ( 11 . 12 ) of the magnetic yoke ( 6 ) is held; With a triggering means ( 10 ), whose release force of the magnetic force counteracts such that the anchor unit ( 13 ) of the pole faces ( 11 . 12 ) is releasable, - with a trigger element ( 21 ) connected to the anchor unit ( 13 ) is in operative connection and by means of which a stored energy is transferred to a switching mechanism ( 29 ) of a switching device for opening electrical contacts is transferable, characterized by - a spring joint ( 5 ), which the anchor unit ( 13 ) with a housing ( 2 ), a component of the magnetic yoke ( 6 ) or another component of the triggering device ( 1 ) and thereby a suspension for the anchor unit ( 13 ).

Tripping device according to claim 1, characterized in that - the spring joint ( 5 ) in addition to the spring element ( 25 ) in the triggering device ( 1 ) is installed.

Tripping device according to claim 1, characterized in that - the spring joint ( 5 ) with the spring element ( 25 ) is identical, and in particular is designed as a simple bending spring.

Tripping device according to claim 3, characterized in that - the anchor unit ( 13 ) centrally with the spring element ( 25 ) is welded.

Tripping device according to claim 4, characterized in that - the anchor unit ( 13 ) at the point of welding with the spring element ( 25 ) a sublimity ( 9 ), in particular in the amount of about 0.5 mm to 1 mm.

Tripping device according to one of claims 3 to 5, characterized in that - the spring element ( 25 ) has the stored energy.

Tripping device according to one of claims 3 to 6, characterized in that - the triggering element ( 21 ) as a stop for the spring element ( 25 ) is arranged and as a damper for the spring element ( 25 ) acts.

Tripping device according to one of the preceding claims, characterized in that the triggering means ( 10 ) is an electric coil, which at a yoke leg ( 7 . 8th ) of the magnetic yoke ( 6 ) is arranged in such a way that when it is excited a magnetic flux is given which corresponds to the magnetic flux of the magnetic element ( 3 ) counteracts.

Tripping device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the triggering means ( 10 ) is a pressure medium, in particular an electrically acted upon piezoelectric element, which is mechanically on the anchor unit ( 13 ) acts.

Tripping device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic element ( 3 ) is a permanent magnet.

Tripping device according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor unit ( 13 ) in the manner of a hinged armature rotatably in the spring joint ( 5 ) is stored.

Protection switching device ( 30 ) with a triggering device ( 1 ) according to any one of the preceding claims.