DE10226555B4

DE10226555B4 - Selbstschalter mit Magnetauslöser

Info

Publication number: DE10226555B4
Application number: DE2002126555
Authority: DE
Inventors: Guntram Dr. Clemens; Ralf Schwager
Original assignee: Geyer AG
Current assignee: Abn Braun Ag 74196 Neuenstadt De
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2022-06-15
Also published as: DE10226555A1

Abstract

Selbstschalter, insbesondere Leitungsschutzschalter, in Schmalbauweise mit mindestens
– einer Kontaktstelle mit zugeordnetem Lichtbogenlöschblechpaket,
– einem Magnetauslöser mit Klappanker, dessen Magnetspulenachse senkrecht zu der Ebene steht, in der sich sowohl der bewegliche Kontakt als auch die Lichtbogenachse bei der Abwanderung des Lichtbogens von der sich öffnenden Kontaktstelle in das Löschblechpaket bewegen, wobei der Wickelsinn der Magnetspule so gewählt ist, daß das Streufeld der Spule die Abwanderung des Lichtbogens beschleunigt, wobei
– der Klappanker (4) des Magnetauslösers (1) etwa senkrecht abgewinkelt und nahe der Abwinkelung (5) derart drehbar gelagert ist, daß dieser durch die Drehachse in zwei Arme (6; 7) geteilt wird, so daß der erste Arm (6) mit seinem geeignet geformten Ende in das Innere der Magnetspule (3) eintauchen kann, und das Ende des zweiten Annes (7) sich etwa in der Ebene der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktes (8) bewegt und direkt oder indirekt über ein bewegliches Zwischenteil auf...

Description

Die Erfindung betrifft einen Selbstschalter, insbesondere einen Leitungsschutzschalter.
Solche Selbstschalter, die auftretende Überströme erkennen und selbsttätig abschalten, sind an sich bekannt. Überlastströme können kurzzeitig auch unter normalen Betriebsbedingungen auftreten und sollen deshalb nur zur Abschaltung führen, wenn sie länger als eine bestimmte Zeitdauer anstehen. Im Kurzschlußfall ist es dagegen vorteilhaft, wenn der Kurzschlußstrom schon im Entstehen möglichst stark begrenzt und schnell abgeschaltet wird, weil dann vom Kurzschluß betroffene Anlagen und Verbraucher geschont werden und der Personenschutz besonders effektiv gewährleistet werden kann. Darüber hinaus schont eine strombegrenzende und schnelle Abschaltung auch das Schaltgerät selbst und trägt dazu bei, trotz kleiner Bauabmessungen, das Schaltvermögen zu erhöhen und den möglichen Einsatzbereich des Schaltgerätes zu erweitern.
Im Kurzschlußfalle steigt der Strom wegen der im Kurzschlußkreis immer vorhandenen und nicht zu vernachlässigenden Induktivitäten mit endlicher Geschwindigkeit an. Um den Stromanstieg zu begrenzen, reicht es nicht, den Kurzschluß möglichst schnell zu erkennen und Schaltkontakte so schnell wie möglich zu öffnen, weil an der Kontaktstelle ein Lichtbogen entsteht und der Strom weiter ansteigt, solange der um die ohmschen Spannungsfälle verminderte Augenblickswert der Netzspannung betragsmäßig größer ist als die Brennspannung des Lichtbogens. In strombegrenzenden Selbstschaltern wird deshalb dafür gesorgt, daß der Lichtbogen so schnell wie möglich von der Kontaktstelle abläuft, verlängert und gekühlt wird um so möglichst schnell eine Lichtbogenspannung zu erreichen, die den Augenblickswert der Netzspannung übersteigt.
Die Auslösung des Selbstschalters erfolgt im Kurzschlußfalle in der Regel durch Magnetauslöser mit Schlaganker, wobei neben der Auslösung des Schaltschlosses gleichzeitig durch den direkten Schlag des Ankers auf den beweglichen Kontakt dessen Öffnungsbewegung stark beschleunigt wird. Durchgesetzt haben sich dabei, insbesondere bei Leitungsschutzschaltern in Schmalbauweise, Magnetauslöser mit Tauchanker und in der Bewegungsebene des beweglichen Kontaktes liegender Spulenachse, da in diesem Fall die Schlagenergie des Ankers ohne Umlenkung auf den beweglichen Kontakt wirken kann.
Bekanntgeworden sind aber auch Magnetauslöser für Selbstschalter, bei denen die Spulenachse senkrecht zur Bewegungsebene des beweglichen Kontaktes steht. Bei dieser Anordnung der Spulenachse und geeignet gewähltem Wickelsinn der Spule werden durch das Streufeld der Spule die Kräfte, die den Lichtbogen von der Kontaktstelle wegbewegen, verstärkt, was nach der Kontaktöffnung zu einem schnelleren Lichtbogenablauf führt. Damit verbunden ist ein schnellerer Anstieg der Lichtbogenspannung und eine Verbesserung der Begrenzung des Kurzschlußstromes. Bei Magnetauslösern mit Tauchanker besteht bei dieser Spulenanordnung der Nachteil aber darin, daß die Ankerbewegung längs der Spulenachse senkrecht zur Bewegungsebene des beweglichen Kontaktes erfolgt. Die Bewegung des Ankers läßt sich deshalb erst nach Umlenkung für einen Schlag zur Beschleunigung der Öffnung des beweglichen Kontaktes nutzen. Mittel zum Umlenken sind aber in jedem Fall nachteilig, da sie die Trägheit des Systems erhöhen und außerdem zusätzliche Kosten verursachen.

Aus der DE 43 30 369 A1 ist ein Magnetauslöser mit Klappanker bekanntgeworden bei dem die Spulenachse in der obengenannten Weise so orientiert ist, daß die Lichtbogenwanderung beschleunigt wird. Magnetsysteme mit Klappanker haben sich aber als weniger wirksam in ihrer Schlagkraft erwiesen, da sich bei ihnen der Arbeitsluftspalt außerhalb der Spule befindet.

Weiterhin ist aus der DE-PS 855 425 ein Kleinselbstschalter mit magnetischer Funkenlöschung bekannt, der als Kleinselbstschalter in Sockelform mit besonderer Funkenkammer und magnetischer Funkenlöschung ausgebildet ist, wobei die Funkenkammerwand gegenüber der Kontaktunterbrechungsstelle einen stutzenförmigen Ansatz besitzt, der die Spulenwicklung trägt.

Aufgabe der Erfindung ist, einen Leitungschutzschalter mit Magnetauslöser, dessen Magnetspule in bekannter Weise so orientiert ist, daß das Streufeld der Magnetspule den Ablauf des Lichtbogens von der Kontaktstelle in die Löschkammer beschleunigt, weiter zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
1 den Magnetauslöser in der Seitenansicht.
2 den Magnetauslöser in der Draufsicht, geschnitten im Bereich der Magnetspulenachse.
3 den Magnetauslöser in perspektivischer Darstellung.
Erfindungsgemäß ist ein Magnetauslöser 1 mit einem Klappanker 4 vorgesehen. Der Klappanker 4 ist nahezu senkrecht abgewinkelt und nahe der Abwinkelung 5 drehbar gelagert. Die Drehachse teilt den Klappanker 4 folglich in zwei nahezu senkrecht aufeinander stehende Arme 6; 7. Die Grundstellung des Klappankers 4 wird neben der Drehachse durch einen Anschlag 9 bestimmt, gegen den der Klappanker 4 mittels einer Druckfeder 10 gedrückt wird.
Die Drehachse ist dabei in bezog auf die Magnetspule 3 so angeordnet, daß sich, ausgehend von der Grundstellung des Klappankers 4, das Ende des ersten Ankerarmes 6 etwa in Richtung der Spulenachse bewegt. Das Ende des ersten Ankerarmes 6 ist so geformt, daß es bis in das Innere der Magnetspule 3, wo das Magnetfeld am größten ist, eintauchen kann. Beim Eintauchen des Endes des ersten Ankerarmes 8 in das Innere der Magnetspule 3 bewegt sich das Ende des zweiten Ankerarmes 7 senkrecht dazu und etwa in der Bewegungsebene des sich öffnenden beweglichen Kontaktes 8. Bei geeigneter Anordnung des beweglichen Kontaktes 8 in bezog auf den zweiten Ankerarm 7 kann die Energie des sich bewegenden Klappankers 4 ohne Umlenkung zum direkten oder indirekten Schlag auf den beweglichen Kontakt 8 genutzt werden.
Der Magnetauslöser 1 enthält ein Magnetjoch 2, das den Magnetfluß außerhalb der Magnetspule 3 konzentriert und von dem Ende der Magnetspule 3, das vom Klappanker 4 abgewandt ist, zum Klappanker 4 führt. Im Magnetjoch 2 sind das Drehlager des Klappankers 4 und ein Anschlag 9 für die Ruhestellung des Klappankers 4 integriert.
Der Klappanker 4 wird in der Ruhestellung durch eine Druckfeder 10 mit dem Ende des zweiten Armes 7 gegen den Anschlag 9 im Magnetjoch 2 vorgespannt gehalten, wobei die Druckfeder 10 sich einerseits am Magnetjoch 2 und andererseits an dem zweiten Arm 7 des Klappankers 4 abstützt und so aufgehängt ist, daß sich die Wirklinie der Druckfeder 10 bei Betätigung des Klappankers 4 dessen Drehachse annähert.
Ein Teil des Magnetflusses wird von dem Magnetjoch 2 über den Anschlag 9 zum zweiten Arm 7 des Klappankers 4 geleitet, wodurch der Klappanker 4 neben einer mechanischen Haltekraft in der Ruhestellung auch eine magnetische Haltekraft erfährt, welche sich bei beginnender Betätigung des Klappankers 4 rasch verringert.
Das Innere der Magnetspule 3 ist zum Teil durch einen feststehenden Magnetkern 11 ausgefüllt. Der Arbeitsluftspalt des Klappankers 4 wird zwischen dem Magnetkern 11 und dem geeignet geformten Ende des ersten Annes 6 des Klappankers 4 gebildet.

1: Magnetauslöser
2: Magnetjoch
3: Magnetspule
4: Klappanker
5: Abwinkelung
6: Arm
7: Arm
8: Kontakt
9: Anschlag
10: Druckfeder
11: Magnetkern

Claims

Selbstschalter, insbesondere Leitungsschutzschalter, in Schmalbauweise mit mindestens – einer Kontaktstelle mit zugeordnetem Lichtbogenlöschblechpaket, – einem Magnetauslöser mit Klappanker, dessen Magnetspulenachse senkrecht zu der Ebene steht, in der sich sowohl der bewegliche Kontakt als auch die Lichtbogenachse bei der Abwanderung des Lichtbogens von der sich öffnenden Kontaktstelle in das Löschblechpaket bewegen, wobei der Wickelsinn der Magnetspule so gewählt ist, daß das Streufeld der Spule die Abwanderung des Lichtbogens beschleunigt, wobei – der Klappanker (4) des Magnetauslösers (1) etwa senkrecht abgewinkelt und nahe der Abwinkelung (5) derart drehbar gelagert ist, daß dieser durch die Drehachse in zwei Arme (6; 7) geteilt wird, so daß der erste Arm (6) mit seinem geeignet geformten Ende in das Innere der Magnetspule (3) eintauchen kann, und das Ende des zweiten Annes (7) sich etwa in der Ebene der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktes (8) bewegt und direkt oder indirekt über ein bewegliches Zwischenteil auf den beweglichen Kontakt (8) schlägt. – der Klappanker (4) in der Ruhestellung durch eine Druckfeder (10) mit dem Ende des zweiten Armes (7) gegen den Anschlag (9) im Magnetjoch (2) vorgespannt gehalten wird, die Druckfeder (10) sich einerseits am Magnetjoch (2) und andererseits an dem zweiten Arm (7) des Klappankers (4) abstützt und so aufgehängt ist, daß sich die Wirklinie der Druckfeder (10) bei Betätigung des Klappankers (4) dessen Drehachse annähert. – ein Teil des Magnetflusses von dem Magnetjoch (2) über den Anschlag (9) zum zweiten Arm (7) des Klappankers (4) geleitet wird, wodurch der Klappanker (4) neben einer mechanischen Haltekraft in der Ruhestellung auch eine magnetische Haltekraft erfährt, welche sich bei beginnender Betätigung des Klappankers (4) rasch verringert.
Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetauslöser (1) ein Magnetjoch (2) enthält, das den Magnetfluß außerhalb der Magnetspule (3) konzentriert und von dem Ende der Magnetspule (3), das vom Klappanker (4) abgewandt ist, zum Klappanker (4) führt.
Selbstschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager des Klappankers (4) und ein Anschlag (9) für die Ruhestellung des Klappankers (4) im Magnetjoch (2) integriert sind.
Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Magnetspule (3) zum Teil durch einen feststehenden Magnetkern (11) ausgefüllt ist und der Arbeitsluftspalt des Klappankers (4) zwischen dem Magnetkern (11) und dem geeignet geformten Ende des ersten Armes (6) des Klappankers (4) gebildet wird.