DE102015203750A1 - Unlocking device for a circuit breaker and circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Entriegelungsvorrichtung für einen Leistungsschalter offenbart, die einen Stößel zur Betätigung einer Auslöseeinheit des Leistungsschalters und ein Haltesystem umfasst, welches bei Unterschreiten der Kraft eines Aktuators auf den Stößel diesen blockiert und bei Überschreiten der Kraft des Aktuators auf den Stößel diesen freigibt zur Betätigung der Auslöseeinheit.It is disclosed an unlocking device for a circuit breaker comprising a plunger for actuating a trip unit of the circuit breaker and a holding system which blocks when falling below the force of an actuator on the plunger this and when the force of the actuator is exceeded on the plunger releases this for actuating the trip unit.
Description
Die Erfindung betrifft eine Entriegelungsvorrichtung für einen Leistungsschalter sowie einen Leistungsschalter mit solch einer Entriegelungsvorrichtung. The invention relates to an unlocking device for a circuit breaker and a circuit breaker with such an unlocking device.
Leistungsschalter weisen typischerweise ein Schaltschloß bzw. eine Auslöseeinheit auf. Die Auslöseeinheit eines Leistungsschalters wird beispielsweise entklinkt zum Ausschalten des Leistungsschalters. Für die Funktionalität eines Leistungsschalters ist es entscheidend, dass die Auslösung im Fehlerfall reproduzierbar verläuft, sowohl über die gesamte Lebensdauer als auch nach Kurzschlüssen, die den Leistungsschalter verschmutzen. Circuit breakers typically have a switching mechanism or a trip unit. The trip unit of a circuit breaker is unlatched, for example, to turn off the circuit breaker. For the functionality of a circuit breaker, it is crucial that the tripping occurs reproducibly in the event of a fault, both over the entire service life and after short-circuits that pollute the circuit breaker.
Insbesondere in verschmutzten Zuständen, beispielsweise nach Kurzschlüssen oder nach einer langen Lebensdauer, zeigen Leistungsschalter eine sehr breite Streuung der Auslösezeiten im Fehlerfall. Dies ist unter anderem durch verschmutzte und in Kontakt stehende Oberflächen bedingt. Eine zeitgenaue Auslösung ist jedoch wichtig um den Stromkreis rechtzeitig bei Überlast und schnell bei Kurzschluß zu unterbrechen. Especially in dirty conditions, for example, after short circuits or after a long life, circuit breakers show a very wide spread of the tripping times in case of failure. This is partly due to soiled and in contact surfaces. However, a timely tripping is important to break the circuit in time for overload and fast in the event of a short circuit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entriegelungsvorrichtung anzugeben, die nahezu unabhängig von etwaiger Verschmutzung oder Abnutzung den Leistungsschalter auslöst. The invention has for its object to provide an unlocking that triggers the circuit breaker almost independent of any contamination or wear.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Entriegelungsvorrichtung für einen Leistungsschalter mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Entriegelungsvorrichtung sind in Unteransprüchen angegeben. Ebenso wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Leistungsschalter mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Leistungsschalters sind in Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by an unlocking device for a circuit breaker with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the unlocking device according to the invention are specified in subclaims. Likewise, the object is achieved by a circuit breaker with the features of claim 13. Advantageous embodiments of the circuit breaker according to the invention are specified in subclaims.
Die Entriegelungsvorrichtung für einen Leistungsschalter nach Anspruch 1 umfasst einen Stößel zur Betätigung einer Auslöseeinheit des Leistungsschalters und ein Haltesystem, welches bei Unterschreiten der Kraft eines Aktuators auf den Stößel diesen blockiert (Blockier-Position) und bei Überschreiten der Kraft des Aktuators auf den Stößel diesen freigibt zur Betätigung der Auslöseeinheit (Betätigungs-Position). Vorteilhaft hierbei ist, dass die Entriegelungsvorrichtung mittels einer fest definierten Kraft ausgelöst werden kann. Die Auslösung ist nahezu unabhängig von etwaiger Verschmutzung oder Abnutzung des Leistungsschalters. The unlocking device for a circuit breaker according to claim 1 comprises a plunger for actuating a trip unit of the circuit breaker and a holding system, which blocks when falling below the force of an actuator on the plunger (blocking position) and when the force of the actuator on the plunger is released for actuating the tripping unit (actuating position). The advantage here is that the unlocking device can be triggered by a defined force. The tripping is almost independent of any contamination or wear of the circuit breaker.
In einer Ausgestaltung beschreibt der Stößel im Wesentlichen eine Bewegung entlang einer Geraden in erster Richtung zwischen der Blockier-Position und der Betätigungs-Position der Entriegelungsvorrichtung. In one embodiment, the plunger essentially describes a movement along a straight line in the first direction between the blocking position and the actuation position of the unlocking device.
In einer weiteren Ausgestaltung beschreibt der Stößel zwischen der Blockier-Position und der Betätigungs-Position eine kritische Position, bei der der Stößel durch eine weitere Erhöhung der Kraft des Aktuators in die Betätigungs-Position überführt wird. In a further embodiment, the plunger between the blocking position and the actuating position describes a critical position, in which the plunger is transferred by a further increase in the force of the actuator in the actuation position.
In einer Ausgestaltung beschreibt der Stößel mittels einer mechanischen Führung eine Bewegung entlang einer Geraden in erster Richtung zwischen der Blockier-Position, der kritischen Position und der Betätigungs-Position. In one embodiment, the plunger by means of a mechanical guide describes a movement along a straight line in the first direction between the blocking position, the critical position and the actuation position.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Entriegelungsvorrichtung einen Haltepunkt, der bei Anschlag des Stößels die Blockier-Position definiert. In a further embodiment, the unlocking device comprises a holding point which defines the blocking position when the plunger is stopped.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst das Haltesystem zwei Druckfedern mit im Wesentlichen gleichen Federkonstanten, wobei der Stößel zwischen den beiden ersten Enden der Druckfedern montiert ist und wobei die beiden zweiten Enden der Druckfedern ortsfest montiert sind. Vorteilhaft hierbei ist, dass das Federsystem reibungsunabhängig ist. Verschmutzungen, die im Leistungsschalter auftreten über die Lebensdauer, durch Kurzschlüsse, durch betriebsbedingte Schaltungen, haben kaum Einfluß auf die Auslösezeit der Entriegelungsvorrichtung. Somit ist die Entriegelungsvorrichtung mit den zwei Druckfedern über die gesamte Lebensdauer stabil und die Auslöseeinheit kann mit der gleichen Eingangskraft ausgelöst werden. Überhitzungen bis zur Zerstörung des Leistungsschalters können so vermieden werden. Die Entriegelungsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels spart im Vergleich zu bisherigen Verklinkungseinheiten Bauteile, da eine Zwischenverklinkung entfallen kann. Die Entriegelungsvorrichtung hat eine höhere Lebensdauer. In a first embodiment, the retaining system comprises two compression springs with substantially equal spring constants, the plunger being mounted between the two first ends of the compression springs and the two second ends of the compression springs being fixedly mounted. The advantage here is that the spring system is friction-independent. Dirt that occurs in the circuit breaker over the life, by short circuits, by operational circuits, have little effect on the tripping time of the unlocking device. Thus, the unlocking device with the two compression springs over the entire life is stable and the trip unit can be triggered with the same input power. Overheating up to the destruction of the circuit breaker can be avoided. The unlocking device of the first embodiment saves compared to previous Verklinkungseinheiten components, as a Zwischenverklinkung can be omitted. The unlocking device has a longer life.
In einer Ausgestaltung erstreckt sich das Haltesystem in der kritischen Position im Wesentlichen entlang einer Geraden in zweiter Richtung. Die erste Richtung kann im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Richtung verlaufen. In one embodiment, the holding system extends in the critical position substantially along a straight line in the second direction. The first direction may be substantially perpendicular to the second direction.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die zweiten Enden der Druckfedern ortsfest verschiebbar entlang der ersten Richtung. Dadurch ist die thermische Einstellbarkeit der Entriegelungsvorrichtung gegeben. In a further embodiment, the second ends of the compression springs are fixedly displaceable along the first direction. As a result, the thermal adjustability of the unlocking device is given.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst das Haltesystem eine Zugfeder und einen Exzenter mit Drehfeder, wobei der Stößel von der Zugfeder in Richtung der Betätigungs-Position gezogen wird und der Exzenter eine Kraft auf den Stößel in Richtung der Blockier-Position aufbringt, so dass der Stößel vom Exzenter ohne Krafteinwirkung des Aktuators in der Blockier-Position gehalten wird. In a second embodiment, the holding system comprises a tension spring and an eccentric with a torsion spring, wherein the plunger is pulled by the tension spring in the direction of the actuation position and the eccentric exerts a force on the plunger in the direction of the blocking position, so that the Plunger is held by the eccentric without force of the actuator in the blocking position.
In einer Ausgestaltung ist die Arretierung der Zugfeder entlang der ersten Richtung verschiebbar ausgebildet. Dadurch wird die thermische Einstellbarkeit der Entriegelungsvorrichtung gewährleistet. In one embodiment, the locking of the tension spring is designed to be displaceable along the first direction. This ensures the thermal adjustability of the unlocking device.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Kontakt zwischen Stößel und Exzenter punkt- oder linienförmig ausgebildet. Dadurch hat die Reibung zwischen diesen Bauteilen praktisch keinen Einfluss auf die Entriegelungseigenschaften. In a further embodiment, the contact between plunger and eccentric point or line is formed. As a result, the friction between these components has practically no influence on the unlocking properties.
Die Aufgabe der Erfindung wird ebenso gelöst durch den Leistungsschalter gemäß Anspruch 13. Dabei umfasst der Leistungsschalter einen Aktuator, eine Auslöseeinheit und eine Entriegelungsvorrichtung, wobei das Haltesystem ausgebildet ist bei Unterschreiten der Kraft des Aktuators auf den Stößel diesen zu blockieren und bei Überschreiten der Kraft des Aktuators auf den Stößel, diesen freizugeben zur Betätigung der Auslöseeinheit. The object of the invention is also achieved by the circuit breaker according to claim 13. In this case, the circuit breaker comprises an actuator, a trip unit and an unlocking device, wherein the holding system is formed when falling below the force of the actuator on the plunger to block this and when exceeding the force of Actuator on the plunger, this release for actuating the trip unit.
Nach einer Ausgestaltung ist das Betätigungselement der Auslöseeinheit schräg zur ersten Richtung der Bewegung des Stößels ausgebildet. Dadurch kann eine optimale Übertragung der Kraft des Stößels auf die Auslöseeinheit gewährleistet werden. Die schräge Ausführung des Betätigungselements ist eine Möglichkeit der konstruktiven Ausgestaltung. Ebenso ist eine Umlenkung mit einer nicht-schrägen Berührfläche möglich. According to one embodiment, the actuating element of the trip unit is formed obliquely to the first direction of movement of the plunger. As a result, an optimal transmission of the force of the plunger can be ensured on the trip unit. The oblique design of the actuating element is a possibility of structural design. Likewise, a deflection with a non-oblique contact surface is possible.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise wie sie erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the present description of the embodiments, which will be explained in connection with the figures.
Dabei zeigen: Showing:
In den
Der Stößel
Das Haltesystem umfasst zwei Druckfedern
In der Blockier-Position drücken die Druckfedern
Die Entriegelungsvorrichtung
In
Die kritische Position wird dadurch definiert, dass der Stößel
In der kritischen Position erstreckt sich das Haltesystem aus Druckfedern
In
Bei Berührung des Stößels
In
Somit kann die Entriegelungsvorrichtung
In den
Der Stößel
Übt nun der Aktuator
In
Entsprechend der
In
Der Aktuator
Die erfindungsgemäße Entriegelungsvorrichtung
Überhitzungen bis zur Zerstörung des Schalters können somit vermieden werden. Die thermische Justierbarkeit in der Montage kann verbessert werden, wodurch eine geringere Durchlaufzeit möglich ist. Grund hierfür ist die geringere Streuung der Aktuatorkraft zur Auslösung. Das Federsystem aus Druckfedern
Die Symmetrie des zweiten Ausführungsbeispiels mit Drehfeder
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- 2015-03-03 DE DE102015203750.9A patent/DE102015203750B4/en not_active Expired - Fee Related
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