DE102015213375B4 - Thermal overload release device and protective switching device - Google Patents
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Abstract
Thermische Überlast-Auslösevorrichtung (10) für ein elektromechanisches Schutzschaltgerät (1), insbesondere für einen Leitungsschutzschalter oder einen Leistungsschalter,
- mit einem Auslöseelement (11), welches durch einen elektrischen Strom direkt oder indirekt beheizbar ist,
- bei der das Auslöseelement (11) an einem ersten Ende (12) eine Befestigungsstelle aufweist, mittels derer das Auslöseelement (10) in einem Gehäuse (2) des Schutzschaltgerätes (1) befestigbar ist,
- bei der ein zweites Ende (13) des Auslöseelements (11) als freies Ende ausgebildet ist, welches bei Erwärmung aufgrund der Wärmedehnung des Auslöseelements (11) relativ zur Befestigungsstelle bewegbar ist, um bei Übersachreiten eines vordefinierten Schwellwertes auf eine Entklinkungsstelle des Schutzschaltgerätes (1) einzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (11) einstückig gebildet ist.
Thermal overload tripping device (10) for an electromechanical protective switching device (1), in particular for a circuit breaker or a circuit breaker,
- with a triggering element (11) which can be heated directly or indirectly by an electric current,
- in which the tripping element (11) has a fastening point at a first end (12), by means of which the tripping element (10) can be fastened in a housing (2) of the protective switching device (1),
- in which a second end (13) of the tripping element (11) is designed as a free end, which can be moved relative to the fastening point when it heats up due to the thermal expansion of the tripping element (11) in order, if a predefined threshold value is exceeded, to an unlatching point of the protective switching device (1st ) act, characterized in that the triggering element (11) is formed in one piece.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermische Überlast-Auslösevorrichtung für ein elektromechanisches Schutzschaltgerät, insbesondere für einen Leitungsschutzschalter oder einen Leistungsschalter. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein elektromechanisches Schutzschaltgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter oder einen Leistungsschalter, mit einer derartigen thermischen Überlast-Auslösevorrichtung.The present invention relates to a thermal overload tripping device for an electromechanical protective switching device, in particular for a miniature circuit breaker or a circuit breaker. Furthermore, the present invention relates to an electromechanical protective switching device, in particular a circuit breaker or a circuit breaker, with such a thermal overload tripping device.
Thermische Überlast-Auslösevorrichtungen werden in elektromechanischen Schutzschaltgeräten - beispielsweise in einem Leitungsschutzschalter oder in einem Leistungsschalter - eingesetzt, um einen Stromfluss zu unterbrechen, wenn der elektrische Strom für einen bestimmten, vordefinierten Zeitraum eine zuvor festgelegte Stromstärke überschreitet. Derartige Schutzschaltgeräte werden auch als Überstromschutzeinrichtungen bezeichnet, welche im Überlastfall oder Kurzschlussfall den Strompfad nach einer gewissen Zeit öffnen und damit den Stromfluss unterbrechen. Auf diese Weise schützen Überstromschutzeinrichtungen elektrische Leitungen, sich selbst oder an die Überstromschutzeinrichtungen angeschlossene elektrische Lasten bzw. Verbraucher vor einer Beschädigung durch zu starke Erwärmung, die aus dem über einen längeren Zeitraum fließenden Überstrom resultieren würde. Ein Überstrom kann dabei durch eine Überlast oder durch einen Kurzschluss verursacht werden.Thermal overload tripping devices are used in electromechanical protective switching devices - for example in a circuit breaker or in a circuit breaker - to interrupt a current flow when the electrical current exceeds a previously specified current for a specific, predefined period of time. Such protective switching devices are also referred to as overcurrent protection devices, which in the event of an overload or short circuit open the current path after a certain time and thus interrupt the flow of current. In this way, overcurrent protection devices protect electrical lines, themselves or electrical loads or consumers connected to the overcurrent protection devices from damage due to excessive heating, which would result from the overcurrent flowing over a longer period of time. An overcurrent can be caused by an overload or a short circuit.
Überstromschutzeinrichtungen können je nach Anforderungsprofil unterschiedlich reagieren: beispielsweise ist die Reaktionszeit zur Auslösung des Schutzschaltgerätes abhängig von der auftretenden Stromstärke. Im Falle einer Überlast wird der Stromkreis verzögert unterbrochen. Die hierfür vordefinierte Auslösezeit liegt im Sekundenbereich, kann aber - bei geringer Überlast - auch im Stundenbereich liegen. Andererseits muss der Stromfluss im Falle eines Kurzschlusses, bei dem ein Strom von mehreren tausend Ampere fließen kann, innerhalb weniger tausendstel Sekunden unterbrochen werden.Overcurrent protection devices can react differently depending on the requirement profile: for example, the response time for tripping the protective switching device depends on the current strength that occurs. In the event of an overload, the circuit is interrupted with a delay. The pre-defined tripping time for this is in the range of seconds, but can also be in the range of hours - in the event of a slight overload. On the other hand, in the event of a short circuit, in which a current of several thousand amperes can flow, the current flow must be interrupted within a few thousandths of a second.
Typische Überstromschutzeinrichtungen sind Leitungsschutzschalter oder Leistungsschalter. Überstromschutzeinrichtungen werden in der Regel in der Elektroinstallation eingesetzt. Da diese Schutzschaltgeräte zumeist in einem Elektroinstallationsverteiler, welcher auch als Verteilerkasten bezeichnet wird, nebeneinander „in Reihe“ montiert werden, werden sie auch als Reiheneinbaugeräte bezeichnet.Typical overcurrent protection devices are miniature circuit breakers or circuit breakers. Overcurrent protection devices are usually used in electrical installations. Since these protective switching devices are usually installed next to each other "in series" in an electrical installation distributor, which is also referred to as a distribution box, they are also referred to as modular installation devices.
Eine thermische Überlast-Auslösevorrichtung wird in einer derartigen Überstromschutzeinrichtung beispielsweise zur Entklinkung eines Schaltschlosses verwendet. Ein Streifen aus Thermobimetall ist dabei an seinem einen Ende ortsfest eingespannt, d.h. mit dem Gehäuse der Überstromschutzeinrichtung ortsfest verbunden. Der Streifen aus Thermobimetall kann sich bei entsprechender Erwärmung an dem gegenüberliegend angeordneten anderen Ende ausbiegen und dadurch eine Entklinkungsstelle des Schaltschlosses entklinken, wodurch eine Öffnung einer Kontaktstelle der Überstromschutzeinrichtung bewirkt wird. Eine derartige Überlast-Auslösevorrichtung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
Ein Thermobimetall besteht dabei prinzipiell aus zwei miteinander fest verbundenen Schichten unterschiedlicher Metalle oder Metall-Legierungen, welche jedoch ein voneinander völlig verschiedenes Temperaturausdehungsverhalten aufweisen. Dies führt bei einer Temperaturänderung dazu, dass sich ein Bereich des Thermobimetalls stärker ausdehnt als der andere Bereich, so dass das Thermobimetall insgesamt in Richtung des Bereichs mit dem niedrigeren Temperaturausdehnungsverhalten hin gekrümmt wird. Bei dem Streifen aus Thermobimetall handelt es sich folglich um ein streifenförmiges Element, welches sich bei einer vordefinieren Temperaturänderung in vordefinierter Weise verformt. Dieses Temperaturverhalten wird bei der konstruktiven Gestaltung der Überlast-Auslösevorrichtung ausgenutzt. Allerdings sind Thermobimetalle aufwändig herzustellen und damit vergleichsweise teuer, was sich entsprechend negativ auf die Herstellkosten des Thermobimetalls, und damit der Überlast-Auslösevorrichtung bzw. des elektromechanischen Schutzschaltgerätes, auswirkt. Um die gewünschte Auslösecharakteristik zu erhalten ist es ferner erforderlich, dass mechanische Spiel zwischen dem Bimetall einerseits, sowie dem Gehäuse und dem Schaltschloss des Schutzschaltgerätes andererseits, möglichst gering zu halten. Dies erfordert eine hohe Präzision bei der Fertigung der einzelnen Bauteile sowie bei der Montage der Überlast-Auslösevorrichtung sowie des Schutzschaltgerätes, was sich wiederum in höheren Herstellkosten niederschlägt.A thermal bimetal consists in principle of two firmly connected layers of different metals or metal alloys, which, however, have completely different temperature expansion behavior. When the temperature changes, this leads to one area of the thermal bimetal expanding more than the other area, so that the thermal bimetal is curved overall in the direction of the area with the lower temperature expansion behavior. The strip made of thermal bimetal is consequently a strip-shaped element which deforms in a predefined manner when there is a predefined temperature change. This temperature behavior is used in the design of the overload release device. However, thermobimetals are complex to produce and therefore comparatively expensive, which has a correspondingly negative effect on the production costs of the thermobimetal and thus of the overload tripping device or the electromechanical protective switching device. In order to obtain the desired tripping characteristics, it is also necessary to keep the mechanical play between the bimetal on the one hand and the housing and the switching mechanism of the protective switching device on the other hand as small as possible. This requires a high degree of precision when manufacturing the individual components and when assembling the overload tripping device and the protective switching device, which in turn is reflected in higher manufacturing costs.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine thermische Überlast-Auslösevorrichtung sowie ein elektromechanisches Schutzschaltgerät bereitzustellen, welche sich bei gleichbleibender Funktionalität und Schaltvermögen durch geringere Herstellkosten auszeichnen.It is therefore the object of the present invention to provide a thermal overload tripping device and an electromechanical protective switching device which are characterized by lower production costs while maintaining the same functionality and switching capacity.
Diese Aufgabe wird durch die thermische Überlast-Auslösevorrichtung sowie das elektromechanische Schutzschaltgerät gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the thermal overload tripping device and the electromechanical protective switching device according to the independent claims. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.
Die erfindungsgemäße thermische Überlast-Auslösevorrichtung für ein elektromechanisches Schutzschaltgerät, insbesondere für einen Leitungsschutzschalter oder einen Leistungsschalter, weist ein Auslöseelement auf, welches durch einen elektrischen Strom direkt oder indirekt beheizbar ist. Das Auslöseelement weist dabei an einem ersten Ende eine Befestigungsstelle auf, mittels derer das Auslöseelement in einem Gehäuse des Schutzschaltgerätes befestigbar ist. Weiterhin ist ein zweites Ende des Auslöseelements als freies Ende ausgebildet, welches bei Erwärmung aufgrund der Wärmedehnung des Auslöseelements relativ zur Befestigungsstelle bewegbar ist, um bei Überschreiten eines vordefinierten Schwellwertes auf eine Entklinkungsstelle des Schutzschaltgerätes einzuwirken. Das Auslöseelement ist dabei einstückig gebildet.The thermal overload tripping device according to the invention for an electromechanical protective switching device, in particular for a circuit breaker or a circuit breaker, has a tripping element which can be heated directly or indirectly by an electric current. The triggering element has a fastening point at a first end, by means of which the triggering element can be fastened in a housing of the protective switching device. Furthermore, a second end of the triggering element is designed as a free end, which can be moved relative to the attachment point when heated due to thermal expansion of the triggering element, in order to act on an unlatching point of the protective switching device when a predefined threshold value is exceeded. The triggering element is formed in one piece.
Das Auslöseelement ist einstückig ausgebildet, d.h. es besteht aus einem einzigen Material, und stellt daher einen kostengünstigen Ersatz für das Thermobimetall, welches aus zwei verschiedenen Materialien aufgebaut ist, dar. Es kann direkt oder indirekt beheizbar sein, so dass diesbezüglich eine einfache Anpassung an bestehende Konstruktionen möglich ist. Unter einer direkten Beheizung ist dabei der direkte Stromfluss durch das Auslöseelement zu verstehen, während ein indirektes Beheizen beispielsweise durch ein Heizelement oder auch durch die Abwärme benachbart angeordneter Bauteile realisierbar ist.The trigger element is designed in one piece, i.e. it consists of a single material, and is therefore a cost-effective replacement for the thermal bimetal, which is made of two different materials. It can be heated directly or indirectly, so that a simple adaptation to existing constructions is possible. Direct heating is to be understood as meaning the direct flow of current through the tripping element, while indirect heating can be implemented, for example, by a heating element or also by the waste heat from components arranged adjacent to one another.
Das Auslöseelement ist an seinem ersten Ende am Gehäuse des Schutzschaltgerätes befestigbar. Bei einer Temperaturerhöhung dehnt sich das Auslöseelement aus, wobei es sich an einem weiteren Berührungspunkt im Gehäuse abstützt. Da nun zwischen dem Berührungspunkt und der Befestigungsstelle keine freie Längendehnung mehr möglich ist, treten bei weiterer Längendehnung Spannungen im Auslöseelement auf, wodurch sich dieses im Bereich zwischen dem Berührungspunkt und der Befestigungsstelle verformt. Diese Verformung führt zu einer Bewegung des zweiten, freien Endes des Auslöseelements, welche dazu geeignet ist, auf die Entklinkungsstelle des Schutzschaltgerätes einzuwirken und somit das Schutzschaltgerät auszulösen.The triggering element can be attached at its first end to the housing of the protective switching device. If the temperature rises, the tripping element expands, whereby it is supported at another point of contact in the housing. Since free length expansion is now no longer possible between the point of contact and the attachment point, further expansion in length causes stresses in the release element, as a result of which it deforms in the area between the point of contact and the attachment point. This deformation leads to a movement of the second, free end of the tripping element, which is suitable for acting on the unlatching point of the protective switching device and thus tripping the protective switching device.
In einer vorteilhaften Weiterbindung der Überlast-Auslösevorrichtung ist das Auslöseelement aus einem Material mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten gebildet. Durch die Verwendung eines derartigen Materials mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten wird eine exaktere Einstellung der Auslösecharakteristik des Schutzschaltgerätes ermöglicht.In an advantageous further development of the overload tripping device, the tripping element is formed from a material with a high coefficient of thermal expansion. The use of such a material with a high coefficient of thermal expansion makes it possible to set the tripping characteristics of the protective switching device more precisely.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Überlast-Auslösevorrichtung ist das Auslöseelement aus einem metallischen Werkstoff gebildet.In a further advantageous further development of the overload tripping device, the tripping element is made of a metallic material.
Da bereits eine Vielzahl metallischer Werkstoffe mit im Detail bekannten Werkstoffeigenschaften existiert, wird die Auswahl eines für diesen Anwendungsfall geeigneten Werkstoffs erleichtert. Unter den hierfür geeigneten Werkstoffen existiert wiederum eine Vielzahl metallischer Werkstoffe, welche über einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten verfügen und darüber hinaus kostengünstig zu beschaffen und zu bearbeiten sind. Ferner sind metallische Werkstoffe gute elektrische Leiter und daher auch als direkt beheiztes Auslöseelement verwendbar.Since there is already a large number of metallic materials with material properties that are known in detail, the selection of a material suitable for this application is made easier. Among the materials suitable for this purpose, there are again a large number of metallic materials which have a high coefficient of thermal expansion and are also inexpensive to obtain and process. Furthermore, metallic materials are good electrical conductors and can therefore also be used as a directly heated release element.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Überlast-Auslösevorrichtung ist das freie Ende zur unmittelbaren Einwirkung auf die Entklinkungsstelle des Schutzschaltgerätes ausgebildet. Üblicherweise erfolgt die Einwirkung eines Thermobimetalls auf die Entklinkungsstelle des Schutzschaltgerätes mit Hilfe eines Bügels, beispielsweise eines Zugbügels. Indem die Auslösevorrichtung direkt auf die Entklinkungsstelle einwirkt, kann auf den Bügel als zusätzliches Koppelelement verzichtet werden, wodurch die Herstellkosten weiter reduziert werden können.In a further advantageous further connection of the overload tripping device, the free end is designed for direct action on the unlatching point of the protective switching device. A thermal bimetal usually acts on the unlatching point of the protective switching device with the aid of a bracket, for example a tension bracket. Since the triggering device acts directly on the unlatching point, the bracket as an additional coupling element can be dispensed with, which means that the production costs can be further reduced.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Überlast-Auslösevorrichtung ist das Auslöseelement u-förmig ausgebildet, mit einem ersten Schenkel, einem zweiten Schenkel sowie einem die beiden Schenkel verbindenden Verbindungsbereich, wobei das erste Ende am Ende des ersten Schenkels, und das zweite Ende am Ende des zweiten Schenkels ausgebildet ist. Durch die u-förmige Gestaltung kann das Auslöseelement platzsparend im Gehäuse des Schutzschaltgerätes verbaut werden, ohne dabei Abstriche hinsichtlich der erforderlichen absoluten Längendehnung machen zu müssen. Die Auslösecharakteristik der Überlast-Auslösevorrichtung sowie des Schutzschaltgerätes wird dadurch positiv beeinflusst.In a further advantageous further connection of the overload tripping device, the tripping element is U-shaped, with a first leg, a second leg and a connecting area connecting the two legs, with the first end at the end of the first leg and the second end at the end of the second leg is formed. Due to the U-shaped design, the tripping element can be installed in the housing of the protective switching device to save space, without having to make any compromises in terms of the required absolute linear expansion. This has a positive effect on the tripping characteristics of the overload tripping device and the protective switching device.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung weist die Überlast-Auslösevorrichtung ein Justageelement auf, durch das eine relative Lage des Auslöseelements gegenüber dem Gehäuse des Schutzschaltgerätes spielfrei einstellbar ist.In a further advantageous development, the overload tripping device has an adjustment element, by means of which a position of the tripping element relative to the housing of the protective switching device can be adjusted without play.
Aufgrund der spielfreien Einstellung des Auslöseelements bei seiner Montage im Gehäuse des Schutzschaltgerätes ist sichergestellt, dass sich das Auslöseelement bereits zu Beginn der Temperaturerhöhung an dem weiteren Berührungspunkt im Gehäuse abstützt. Damit ist der Nullpunkt der Krafteinwirkung auf das Gehäuse - und damit der Formänderung des Auslöseelements bei einer Temperaturerhöhung - exakt definiert. Auf diese Weise ist die Bewegung des freien Endes des Auslöseelements in Abhängigkeit der Temperaturänderung exakt, d.h. ohne Offest, festlegbar. Die Auslösecharakteristik der Überlast-Auslösevorrichtung, und damit des Schutzschaltgerätes, ist somit exakt einstellbar.Due to the backlash-free adjustment of the tripping element when it is installed in the housing of the protective switching device, it is ensured that the tripping element is already supported at the further point of contact in the housing at the beginning of the temperature increase. This precisely defines the zero point of the force acting on the housing - and thus the change in shape of the triggering element when the temperature rises. In this way, the movement of the free end of the triggering element can be determined exactly, ie without offset, as a function of the temperature change. The trigger Cha The characteristics of the overload tripping device, and thus of the protective switching device, can therefore be set precisely.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Überlast-Auslösevorrichtung weist das Auslöseelement eine oder mehrere Quetschstellen auf, welche zur Einstellung der relativen Lage des Auslöseelements gegenüber dem Gehäuse des Schutzschaltgerätes dienen.In a further advantageous further development of the overload tripping device, the tripping element has one or more pinch points, which are used to adjust the position of the tripping element relative to the housing of the protective switching device.
Durch die Quetschstellen, welche im Rahmen der Montage der Überlast-Auslösevorrichtung bzw. des Auslöseelements im Gehäuse des Schutzschaltgerätes zwischen der Befestigungsstelle und dem weiteren Berührungspunkt angebracht werden, wird eine Längendehnung dieses Abschnitts erreicht, bis das Auslöseelement trotz möglicher Herstellungstoleranzen spielfrei im Gehäuse des Schutzschaltgerätes montierbar ist. Diese Art der spielfreien Montage stellt eine einfache und äußerst kostengünstige Realisierungsmöglichkeit zur Einstellung der relativen Lage des Auslöseelements gegenüber dem Gehäuse, und damit insbesondere gegenüber der Entklinkungsstelle des Schutzschaltgerätes, dar.Due to the crushing points, which are attached between the fastening point and the further contact point during the assembly of the overload tripping device or the tripping element in the housing of the protective switching device, a lengthening of this section is achieved until the tripping element can be mounted without play in the housing of the protective switching device, despite possible manufacturing tolerances is. This type of backlash-free assembly represents a simple and extremely cost-effective way of setting the position of the tripping element relative to the housing, and thus in particular to the unlatching point of the protective switching device.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Überlast-Auslösevorrichtung ist die spielfreie Einstellung der relativen Lage des Auslöseelements gegenüber dem Gehäuse mit Hilfe eines Adhäsionsmittels realisierbar.In a further advantageous further development of the overload tripping device, the play-free setting of the relative position of the tripping element relative to the housing can be implemented with the aid of an adhesive.
Die Verwendung eines Adhäsionsmittels stellt eine weitere kostengünstige Alternative zur spielfreien Montage der Überlast-Auslösevorrichtung bzw. des Auslöseelements im Gehäuse des Schutzschaltgerätes dar. Hierbei wird ein vom der Befestigungsstelle verschiedener Bereich des Auslöseelements, vorzugsweise der weitere Berührungspunkt mit Hilfe eines Adhäsionsmittels - zum Beispiel eines Klebstoffs oder einer Vergussmasse, beispielsweise eines Kunstharzes - fest mit dem Gehäuse verbunden. Eine Temperaturerhöhung führt damit aufgrund der Längendehnung unmittelbar, d.h. ohne Offset, zu einer Krafteinwirkung des Auslöseelements auf das Gehäuse und umgekehrt, und im weiteren Verlauf der temperaturbedingten Längendehnung zu der gewünschten Verformung des Auslöseelements. Auch auf diese Weise ist eine spielfreie Montage des Auslöseelements realisierbar, so dass die Auslösecharakteristik der Überlast-Auslösevorrichtung, und damit des Schutzschaltgerätes, auf vordefinierte Art und Weise eingestellt werden kann.The use of an adhesive represents a further cost-effective alternative to the backlash-free installation of the overload tripping device or the tripping element in the housing of the protective switching device. Here, a region of the tripping element that is different from the fastening point, preferably the further contact point, is bonded with the aid of an adhesive - for example an adhesive or a potting compound, for example a synthetic resin - firmly connected to the housing. Due to the elongation, an increase in temperature leads immediately, i.e. without offset, to a force acting on the trigger element on the housing and vice versa, and as the temperature-related elongation progresses to the desired deformation of the trigger element. In this way, too, the tripping element can be installed without play, so that the tripping characteristic of the overload tripping device, and thus of the protective switching device, can be set in a predefined manner.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Überlast-Auslösevorrichtung ist die spielfreie Einstellung der relativen Lage des Auslöseelements gegenüber dem Gehäuse mit Hilfe einer Einstellschraube realisierbar.In a further advantageous further development of the overload tripping device, the play-free setting of the relative position of the tripping element with respect to the housing can be implemented with the aid of an adjusting screw.
Die Verwendung einer Einstellschraube stellt eine weitere Alternative zur spielfreien Montage der Überlast-Auslösevorrichtung bzw. des Auslöseelements im Gehäuse des Schutzschaltgerätes dar. Hierbei wird der weitere Berührungspunkt durch die Einstellschraube gebildet, welche soweit in das Gehäuse eingedreht wird, bis das Auslöseelement spielfrei im Gehäuse montiert ist. Damit führt auch in diesem Fall eine Temperaturerhöhung (aufgrund der damit verbundenen Längendehnung) unmittelbar, d.h. ohne Offset, zu einer Krafteinwirkung des Auslöseelements auf das Gehäuse und umgekehrt, und somit zu der gewünschten Verformung des Auslöseelements. Auch auf diese Weise ist die Auslösecharakteristik im Rahmen der Montage auf vordefinierte Art und Weise einstellbar. Ist die Einstellschraube darüber hinaus von außen zugänglich, so ist auch eine Nachjustierung bei bereits fertig montiertem oder bereits geschlossenem Gehäuse möglich.The use of an adjusting screw is another alternative to installing the overload tripping device or the tripping element in the housing of the protective switching device without play. Here, the further point of contact is formed by the adjusting screw, which is screwed into the housing until the tripping element is installed without play in the housing is. In this case too, an increase in temperature (due to the associated elongation) leads directly, i.e. without offset, to a force acting on the triggering element on the housing and vice versa, and thus to the desired deformation of the triggering element. In this way, too, the triggering characteristic can be set in a predefined manner during assembly. If the adjusting screw is also accessible from the outside, readjustment is also possible when the housing is already fully assembled or closed.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbindung der Überlast-Auslösevorrichtung ist das Justageelement am Verbindungsbereich des Auslöseelements angeordnet. Die Anordnung des Justageelements im Verbindungsbereich des Auslöseelements stellt eine platzsparende Realisierungsmöglichkeit dar.In a further advantageous further connection of the overload tripping device, the adjustment element is arranged on the connection area of the tripping element. The arrangement of the adjustment element in the connection area of the release element represents a space-saving implementation option.
Das erfindungsgemäße elektromechanische Schutzschaltgerät, insbesondere ein Leistungsschalter oder Leitungsschutzschalter, weist eine thermische Überlast-Auslösevorrichtung der vorstehend beschriebenen Art auf.The electromechanical protective switching device according to the invention, in particular a circuit breaker or miniature circuit breaker, has a thermal overload tripping device of the type described above.
Hinsichtlich der Vorteile des erfindungsgemäßen elektromechanischen Schutzschaltgerätes wird auf die vorstehend bezeichneten Vorteile der erfindungsgemäßen Überlast-Auslösevorrichtung verwiesen.With regard to the advantages of the electromechanical protective switching device according to the invention, reference is made to the advantages of the overload tripping device according to the invention described above.
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der thermischen Überlast-Auslösevorrichtung bzw. des elektromechanischen Schutzschaltgerätes unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. In den Figuren sind:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Überlast-Auslösevorrichtung bzw. des Schutzschaltgerätes; -
2A und2B ein zweites Ausführungsbeispiel der Überlast-Auslösevorrichtung bzw. des Schutzschaltgerätes in verschiedenen Zuständen; -
3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Überlast-Auslösevorrichtung bzw. des Schutzschaltgerätes;
-
1 a first embodiment of the overload tripping device or the protective switching device; -
2A and2 B a second embodiment of the overload tripping device or the protective switching device in different states; -
3 a third exemplary embodiment of the overload tripping device or of the protective switching device;
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung gilt für alle Zeichnungsfiguren, in denen das entsprechende Teil ebenfalls zu erkennen ist.In the various figures of the drawing, the same parts are always provided with the same reference numbers. The description applies to all drawing figures in which the corresponding part can also be seen.
In
Im Falle eines Kurzschlusses weist das Schutzschaltgerät 1 eine sog. Kurzschluss-Auslösevorrichtung 6 auf. Durch den hohen Kurzschlussstrom wird ein mechanisches Auslösesignal erzeugt und auf die Schaltmechanik 4 übertragen, wodurch die Schaltmechanik 4 ausgelöst wird. Infolge dieser Auslösung wird schließlich der Schaltkontakt 5 geöffnet. Entsprechend nimmt das Betätigungselement 3 seine OFF-Position ein. Unterhalb der Kurzschluss-Auslösevorrichtung 6 ist eine Lichtbogen-Löschvorrichtung 7 angeordnet. Beim Öffnen des stromdurchflossenen Schaltkontakts 5 entsteht zunächst ein Lichtbogen, der zur Löschung in Richtung der Lichtbogen-Löschvorrichtung 7 getrieben wird, wo er schließlich gelöscht wird.In the event of a short circuit, the
Für den Fall einer elektrischen Überlast weist das Schutzschaltgerät 1 eine thermische Überlast-Auslösevorrichtung 10 auf, welche bei dem in
Mit Hilfe der Quetschstellen 17 ist die relative Lage des Auslöseelements 11 gegenüber dem Gehäuse 2 - und damit insbesondere gegenüber der Entklinkungsstelle des Schutzschaltgerätes 1 - spielfrei einstellbar. Hierdurch ist sichergestellt, dass sich das Auslöseelement 11 bereits zu Beginn seiner temperaturbedingten Längendehnung an dem weiteren Berührungspunkt im Gehäuse 2 abstützt. Damit führt eine Temperaturerhöhung aufgrund der Längendehnung des Auslöseelements 11 unmittelbar, d.h. ohne Offset, zu einer mechanischen Spannung im Bereich zwischen der Befestigungsstelle und dem weiteren Berührungspunkt. Dadurch wird der betreffende Abschnitt des Auslöseelements 11 reversibel verformt, d.h. er wird gebogen, um diese Spannung zumindest teilweise abzubauen. Diese Verformung bedingt jedoch eine Bewegung des freien zweiten Endes 13 des Auslöseelements 11, welches auf die Entklinkungsstelle des Schutzschaltgerätes 1 einwirkt. Aufgrund dieser konstruktiven Gestaltung des Auslöseelements 11 ist sichergestellt, dass die Bewegung des freien Endes 13 des Auslöseelements 11 in Abhängigkeit der Temperaturänderung exakt, d.h. ohne Offset, determinierbar ist. Die Auslösecharakteristik der Überlast-Auslösevorrichtung 10 - und damit des Schutzschaltgerätes 1 - kann somit exakt eingestellt werden.With the help of the pinch points 17, the relative position of the tripping
Unter dem Begriff „Offset“ ist zu verstehen, dass die temperaturbedingte Längendehnung des Auslöseelements 11 zunächst das durch die Montage entstandene Spiel zwischen dem Auslöseelement 11 und dem Gehäuse 2 ausgleicht, bevor das Auslöseelement 11 das Gehäuse 2 in dem weiteren Berührungspunkt überhaupt berührt. Erst ab diesem Zeitpunkt der Berührung kann sich das Auslöseelement 11 am dem weiteren Berührungspunkt abstützen, so dass sich bei einer weiteren Längendehnung eine mechanische Spannung aufbaut, die zu der gewünschten Verformung des Auslöseelements 11 führt. Dieser Zusammenhang lässt sich auch graphisch veranschaulichen: wird die mechanische Spannung des Auslöseelements 11 in Abhängigkeit seiner Längendehnung aufgetragen, so geht die resultierende Kurve bei einer spielfreien Montage durch den Ursprung des Koordinatensystems, während sie bei Vorliegen eines mechanischen Spiels zwischen dem Gehäuse 2 und dem Auslöseelement 11 nicht durch den Ursprung geht, und somit einen „Offset“ aufweist.The term "offset" means that the temperature-related elongation of the triggering
In dem in
In den
Das in den
In
In den Darstellungen der
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Schutzschaltgerätprotective switching device
- 22
- GehäuseHousing
- 33
- Betätigungselementactuator
- 44
- Schaltmechanikswitching mechanism
- 55
- Schaltkontaktswitching contact
- 66
- Kurzschluss-AuslösevorrichtungShort-circuit release device
- 77
- Lichtbogen-Löschvorrichtungarc extinguishing device
- 88th
- Anschlussklemmeterminal block
- 99
- Befestigungsmittelfasteners
- 1010
- Überlast-AuslösevorrichtungOverload release device
- 1111
- Auslöseelementrelease element
- 1212
- erstes Endefirst end
- 1313
- zweites Ende / freies Endesecond end / free end
- 1414
- erster Schenkelfirst leg
- 1515
- zweiter Schenkelsecond leg
- 1616
- Verbindungsbereichconnection area
- 1717
- Quetschstellenpinch points
- 1818
- Adhäsionsmitteladhesive agent
- 1919
- Einstellschraubeadjustment screw
- 2020
- Bügelhanger
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-
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