DE19516723A1 - Thermo-magnetische Auslöseeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslöseeinrichtung für Schaltge­ räte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Auslöseeinrichtungen werden in Leistungsschaltern oder Schutzschalter für Motoren, Leitungen, Generatoren und Transformatoren verwendet. Sie weisen dabei Hauptschalter- und Trennereigenschaften mit einer hohen Auslösegenauigkeit auf, wobei die Begrenzung der Überlast- und Kurzschlußströme einstellbar ist. Dies kann dabei stromabhängig oder auch kurzzeitverzögert erfolgen, wobei die Grenzströme zum Motorschutz geringfügig höher als der Motornennstrom ist und die Auslöseeinrichtung über den verwendeten thermischen Überstromauslöser erst bei einer dauerhaften Überschreitung des Nennstromes ausschaltet, auch wenn dies lediglich bei Werten in kleinen Überstrombereichen gegeben ist. Der elektromagnetische Schnellauslöser (Kurzschlußauslöser) schaltet, dabei sobald merklich höhere Ströme als die vorgegebenen Grenzströme auftreten, wobei dies unverzögert erfolgt.

Der Schnellauslöser muß dabei selbst kleinste Kurzschluß­ ströme innerhalb weniger Hunderdstelsekunden abschalten können. Einstellbare Verzögerungszeiten von Kurzschlußauslö­ sern sind dabei von z. B. 0-100 msec. gegeben. Die Einsatz­ gebiete bekannter Leistungsschalter NZM/IZM der Anmelderin umfassen dabei Einsatzgebiete von 4-6300 A, wobei Hochlei­ stungsschalter große Kurzschlußströme von bis 100 kA bewältigen. Die Schalter sind dabei 3- oder 4-phasig aufgebaut.

Die dabei verwendeten thermo-magnetischen Auslöseeinrich­ tungen bestehen aus einem Bimetallstreifen, zwecks Über­ stromauslösung und einem Schnellauslöser oder Kurzschlußaus­ löser, der ein Magnetjoch, einen auf das Schaltschloß wirkenden Magnetanker und eine stromdurchflossene Erreger­ wicklung aufweist.

Wegen der bei einem Kurzschluß auftretenden hohen Ströme und die damit verbundenen hohen Kräfte zwischen Magnetanker und Magnetjoch ist es bekannt und oft ausreichend, dem in eine Richtung stromdurchflossenen Bimetallstreifen durch das Magnetjoch hindurchzuführen und diesen Strom als Erregung für den elektromagnetischen Schnellauslöser zu verwenden, also eine halbe Windung als Erregung vorzusehen.

Aus der DE-PS 9 46 826 ist eine thermo-magnetische Auslöse­ einrichtung bekannt, bei welcher ein U-förmiges Bimetall verwendet wird. Ein Magnetjoch umschließt einen Schenkel des Bimetalls. Der andere Schenkel des Bimetalls wird außerhalb des Magnetjochs vorbeigeführt. Ein weiteres Magnetjoch umschließt diesen Schenkel. Dabei trägt der vorbeigeführte Schenkel zur Erhöhung der magnetischen Durchflutung bei, die die Auslöseempfindlichkeit des Kurzschlußauslösers verbes­ sert. Eine Zusatzwindung aus Flachmaterial wird ebenfalls durch die Magnetjoche geführt und dem Bimetall elektrisch in Reihe geschaltet. Ein ebenfalls U-förmiges Bimetall ist weiterhin aus der DE-PS 8 75 063 bekannt.

Ein durch die US-PS 2 629 726 (dort Fig. 2) bekannt ge­ wordenes Bimetall weist einen ebenfalls U-förmigen elek­ trischen Widerstand auf, der zu dem Bimetall parallelge­ schaltet ist, also einen Shunt. Dies hat den Vorteil, daß ein Bimetall in dem thermischen Auslöser für verschiedene Auslösebereiche verwendet werden kann, indem eine Ab­ schwächung des Stromflusses in dem Bimetall hervorgerufen wird. Weitergehende Maßnahmen zur Erhöhung der Auslöse­ empfindlichkeit des Schnellauslösers sind hier jedoch nicht vorgesehen.

Aus der DE-PS 42 02 122 ist dabei eine Auslöseeinrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Bei ihr sind Maßnahmen getroffen, um einerseits eine Abschwächung des Stromes in dem verwendeten Bimetall des thermischen Überstromauslösers zu bewirken, so daß das gleiche Bimetall für verschiedene Auslösebereiche des thermischen Auslösers verwendet werden kann, und andererseits eine Erhöhung der Auslöseempfindlich­ keit des Kurzschlußauslösers zu erzielen, ohne das Erforder­ nis von separaten Spulen, wobei die Auslöseeinrichtung einfach aufgebaut und herstellbar ist und insbesondere für eine automatisierte Fertigung hoher Stückzahlen geeignet ist.

Es wird dabei ein dem Magnetjoch des Schnellauslösers umwickelter Shunt dem Bimetall elektrisch parallelgeschal­ tet, wobei der Shunt aus einem isolierten Leiter mit einem dem Auslösebereich des thermischen Auslösers angepaßten Widerstand besteht und mehrfach als Erregerwicklung um das Magnetjoch gewickelt ist.

Obwohl sich insofern der Vorteil ergibt, daß nur ein Shunt sowohl zur Abschwächung des Stromes in dem Bimetall des thermische Auslösers als auch zur Erhöhung der Auslöseem­ pfindlichkeit des Kurzschlußauslösers zu verwenden ist, ergibt sich dort weiterhin der Nachteil, daß für jeden Strombereich ein geeignetes Bimetall bzw. eine geeignete Bimetall-Shunt-Ausführung eingebaut werden muß. Dabei sind insofern unterschiedliche Erregerwicklungen je nach Geräte­ nennstrom von z. B. lediglich 1/2 Umwicklung (U-förmiger Shunt) bis einer n-fachen Umwicklung vorzusehen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt insofern eine Verbesse­ rung der thermo-magnetischen Auslöseeinrichtung gem. der DE- PS 42 02 122, wobei unter Verwendung von möglichst vielen Gleichteilen die Auslöseeinrichtung für unterschiedlichste Strombereiche einstellbar sein soll. Es soll insofern bei der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung die verwendete Meß- und Auslösemechanik nicht mehr auf unterschiedliche Nenn­ ströme zugeschnitten sein, wobei für unterschiedliche Strombereiche insofern nicht mehr ein geeignetes Bimetall bzw. eine geeignete Bimetall-Shunt-Ausführung aufzubauen ist.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb, bei einer Auslöseeinrich­ tung für Schaltgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 Maßnahmen zu treffen, so daß bei zumindest ausreichend hoher Auslöseempfindlichkeit des Kurzschlußauslösers eine Abschwä­ chung des Stromes in dem Bimetall als auch in dem als zusätzlicher Erreger des Kurzschlußauslösers parallelge­ schalteten Shunt erzielt wird, um für verschiedene Auslöse­ bereiche des thermischen Auslösers und des Kurzschlußauslö­ sers das gleiche Bimetall und den gleichen zusätzlichen Erreger verwenden zu können.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2-23 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.

Die Erfindung hat dabei den Vorteil, daß durch den Einbau eines z. B. modular austauschbaren zweiten, zum Bimetall und dem ersten Shunt parallelgeschalteten Shunts die verwendete Meß- und Auslösemechanik der Auslöseeinrichtung für alle Strombereiche aus den gleichen Einzelteilen besteht. Die Meß- und Auslösemechanik weist dabei für alle Strombereiche die gleiche Bimetall-Shunt-Ausführung auf. Die Stromführung der unterschiedlichen Strombereiche erfolgt durch den Austausch des dazu parallelgeschalteten zweiten Shunts. Je höher der Gerätenennstrom ist, desto geringer ist dabei der Widerstand des zweiten Shunts auszulegen. Es ist insofern ein komplett geshunteter thermo-magnetischer Auslöser für elektromagnetische Schaltgeräte gegeben. Die Meß- und Auslösemechanik ist dabei nicht nur für alle unterschiedli­ chen Strombereiche aus den gleichen Teilen aufgebaut, sondern weist auch für alle unterschiedlichen Strombereiche die gleichen Einstellparameter auf.

Es ergibt sich somit der Vorteil, daß gegenüber den bekann­ ten Auslöseeinrichtungen die Anzahl an Einzelteilen bzw. an Teileausführungen zur Herstellung der Auslöseeinrichtungen für unterschiedliche Strombereiche verringert ist. Ferner ist ein geringerer Aufwand in der Fertigung (Lagerhaltung; Montage) für die unterschiedlichen Strombereiche zu betrei­ ben.

Durch die Merkmale der Ansprüche 2-10 ergeben sich vorteilhafte Ausbildungen des zweiten Shunts.

Die Ansprüche 11-13 betreffen dabei die Ausbildung des ersten Shunts.

Eine einfache Fertigung des Magnetjoches, wobei günstige magnetische Eigenschaften erzielt werden, ergibt sich aus den Merkmalen der Ansprüche 14-18.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Magnetanker nach den Merkmalen der Ansprüche 19-23 ausgeführt ist, weil sowohl besonders günstige magnetische Eigenschaften als auch gute magnetische Eigenschaften bei einfacher und kostengünstiger Herstellung vorhanden sind.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform mit doppeltgeshuntetem thermischen Auslöser und elektromagnetischem Schnellauslöser näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer aus einem thermischen Überstromauslöser und aus einem elektromagnetischen Schnellauslöser bestehenden Auslöseeinrichtung für Schaltgeräte, wie Leistungs­ schalter oder Motorschutzschalter, wobei eine U- förmige, stromdurchflossene Bimetall-Shunt- Anordnung des thermischen Überstromauslösers gegeben ist und wobei ein Magnetjoch des Schnell­ auslösers einen Schenkel der U-förmigen Bimetall- Shunt-Anordnung umschließt;

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1, wobei zusätzlich über die Anschlußstücke der U-förmigen Bimetall-Shunt-Anordnung ein zweiter Shunt mit geringerem Widerstand gegenüber dem Widerstand des Bimetalls und des parallel zu diesem angeschlosse­ nen, den Stromfluß durch das Bimetall begrenzenden ersten Shunts angelegt ist;

Fig. 3 eine Vorderansicht des Schnellauslösers und des thermischen Überstromauslösers gesehen in Richtung auf den vor dem Magnetjoch des Schnellauslösers verschwenkbar angeordneten Magnetanker und auf die U-förmige Vorderseite des Bimetalls, an dessen Rückseite der ebenfalls U-förmig ausgebildete und zur Rückseite des Bimetalls geführte erste Shunt angelegt ist;

Fig. 4 eine Darstellung gem. Fig. 3, wobei zusätzlich die Überbrückung der Anschlußstücke der U-förmigen Bimetall-Shunt-Anordnung über einen zweiten Shunt geringeren Widerstandes gezeigt ist;

Fig. 5 die Darstellung der Bimetall-Shunt-Anordnung gem. Fig. 1 und 3 mit den beiden Anschlußstücken dieser Anordnung sowie dem äußeren Anschluß der Strom­ schiene des Schaltgerätes, in welche die Auslöse­ einrichtung einzubauen ist;

Fig. 6 eine Darstellung entsprechend Fig. 5 unter zusätzlicher Darstellung des über die Anschluß­ stücke der Bimetall-Shunt-Anordnung angeordneten zweiten Shuntes, wobei jeweils insofern die Anordnung des einen Schenkel der Bimetall-Shunt- Anordnung umschließenden Magnetjoches und dessen Magnetankers weggelassen ist;

Fig. 7 eine auseinandergezogene Darstellung der Teile des elektromagnetischen Schnellauslösers, bestehend aus Magnetjoch und oberhalb davon wiedergegebenen Magnetanker, wobei diese Teile durch die in der Mitte wiedergegebene Ankerfeder in ihrer gemeinsa­ men Lagerung gegeneinander gegen eine Verschwenkung des Magnetankers vorgespannt sind.

In der Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung eine Auslöseeinrichtung 1, bestehend aus einem thermischen Überstromauslöser und aus einem elektromagnetischen Schnell­ auslöser, dargestellt, welche bei der Anlage mehrerer Phasen im Schaltgerät in entsprechender Anzahl in Reihe nebenein­ ander mit den Flachseiten des ein U-förmiges Bimetall 2 verwendenden Überstromauslösers parallel nebeneinander angeordnet sind.

Ein Teil des Auslösestromes fließt direkt in dem Werkstoff des Bimetalles 2 des thermischen Überstromauslösers, das eine U-förmige Form aufweist.

Der andere Teil fließt durch einen dem Bimetall 2 parallel­ geschalteten ebenfalls U-förmigen elektrischen Shunt 3, welcher eine Erhöhung der magnetischen Durchflutung des aus einem U-förmigen Magnetjoch 5 und einem Magnetanker 6 bestehenden Schnellauslösers bewirkt. Der Shunt 3 weist dabei ein Widerstandselement mit einem definierten Wider­ standswert auf, der parallel zu dem Bimetall 2 geschaltet ist. Durch den Shunt 3 tritt dabei eine Stromaufteilung bzw. eine Abschwächung des Stromflusses in dem Bimetall auf, wodurch dieses trotz seiner speziellen Form für einen bestimmten Auslösebereich des thermischen Auslösers verwend­ bar ist. Der Widerstandswert des Shunts 3 ist also dem Widerstand des Bimetalls 2 und damit dem gewählten Auslöse­ bereich des thermischen Auslösers angepaßt. Generell können dabei statt eines U-förmigen plattenartigen Shunts 3 zur Erreichung einer höheren magnetischen Durchflutung und damit einer höheren Auslöseempfindlichkeit des Schnellauslösers auch spulenförmig gewickelte Shunts verwendet werden, welche mit ihren isolierten Leitern mehrfach um das Magnetjoch 5 des Schnellauslösers seitlich des Bimetalls 2 gewickelt sind.

Um die Auslöseeinrichtung auf unterschiedliche Strombereiche einzustellen, erfolgt in der Ausführung 1′ gemäß Fig. 2 eine weitere Aufteilung der Stromführung durch das Bimetall 2 in der Weise, daß zu dem Bimetall 2 und dem ersten Shunt 3 ein weiterer Shunt 4 elektrisch parallelgeschaltet ist.

Der Widerstand des zweiten Shunts 4 ist dabei derart gewählt, daß er dem Widerstand des Bimetalls 2 und des ersten Shunts 3 derart angepaßt ist, daß weiterhin der feste Auslösebereich des Bimetalls 2 in der Ausführung der Auslöseeinrichtung 1 gemäß Fig. 1 gegeben ist und dabei auch der Grad der magnetischen Durchflutung des Magnetankers 6, der den Auslösebereich des Schnellauslösers gemäß Fig. 1 bestimmt.

In der Auslöseeinrichtung 1′ gemäß Fig. 2 wird dabei der zweite Shunt 4 auf den oberen Flachseiten 14a, 14b der Anschlußstücke der Stromschiene 11, 12 unter Bildung eines geringen Kontaktwiderstandes festgelegt. Bei einer Verlust­ leistung der Auslöseeinrichtung von 10 Watt und bei einem Dauerstrom von 500 A, muß dabei der zweite Shunt 4 einen Widerstand von etwa 40 µΩ aufweisen, sofern sein Widerstand derart gewählt wird, daß er bedeutend geringer als der des Bimetalls und ersten Shunts 2 ist. Um die Leiterverhältnisse definiert zu halten, muß dabei die Ausbildung der Kontakt­ stellen des zweiten Shunts 4 gegenüber den oberen Flach­ seiten 14a, 14b mit einem reproduzierbaren, geringen Übergangswiderstand möglich sein.

Dies kann dabei durch ein Verschrauben oder durch eine Vernietung des in Fig. 2 als abgestuftes Flachteil wieder­ gebenen zweiten Shunts 4 erfolgen. Die Anordnung dieses zweiten Shunts erfolgt dabei außerhalb des Magnetjochs 5 des Magnetankers 6, so daß durch den Stromfluß durch den zweiten Shunt 4 die magnetische Durchflutung des Magnetankers 6 und damit der Auslösebereich des Schnellauslösers nicht beein­ flußt wird.

Der zweite Shunt 4 ist dabei aufgrund der gewählten Befesti­ gungsart modular austauschbar gegenüber dem einen anderen unterschiedlichen Strombereich mit seinem Widerstandswert angepaßten Shunt anzuordnen oder jeweils bei Herstellung der Auslöseeinrichtung entsprechend dem Strombereich zu wählen. Die verwendete Meß- und Auslösemechanik der Auslöseeinrich­ tung bleibt für unterschiedliche Strombereiche aus den gleichen Teilen aufgebaut und weist die gleichen Einstell­ parameter auf. Insofern ist es möglich, die Auslöseeinrich­ tung bis auf den jeweils auszuwählenden zweiten Shunt 4 aus Gleichteilen für unterschiedliche Strombereiche bzw. Nennströme des herzustellenden Schaltgerätes, wie z. B. eines Leistungsschalters oder eines Motorschutzschalters, aufzu­ bauen. Zur Herstellung der Auslöseeinrichtung für unter­ schiedliche Strombereiche bzw. eines eine derartige Auslöse­ einrichtung verwendenden Schaltgerätes bedarf es somit lediglich einer geringen Anzahl an Einzelteilen bzw. an Teilausführungen, wobei sich insofern der Aufwand in der Lagerhaltung und Montage für unterschiedliche Strombereiche verringert.

Die Einstellung des Stromflusses des Bimetalls 2 in der Auslöseeinrichtung 1 gemäß Fig. 1 bzw. 1′ gemäß Fig. 2 für unterschiedliche Strombereiche erfolgt somit jeweils derart, daß bei einem bestimmten abgeleiteten Überstrom der Bimetall 2 sich derart erwärmt und verformt, daß dieser mit einer oberen Auslösefahne 20 eine nicht dargestellte Auslösebrücke betätigt, die mit dem ebenfalls nicht dargestellten Schalt­ schloß der Schalteinrichtung in Wirkverbindung steht und die Schaltkontakte öffnet.

Der aus dem U-förmigen Magnetjoch 5 und Magnetanker 6 bestehende Schnellauslöser greift dabei in eine zweite Auslösebrücke ein, welche parallel zur ersten Auslösebrücke geführt ist und ebenfalls nicht dargestellt ist.

Der Magnetanker 6 ist als Klappanker ausgeführt, wobei die Lagerstelle bodenseitig angeordnet und in dem Magnetjoch 5 und dem Magnetanker 6 integriert ist.

Bei einem hohen Fehlerstrom, beispielsweise einem Kurz­ schluß, wird der Magnetanker 6 entgegen einer Zugfeder 18 zum Magnetjoch 5 geklappt. Die Auslösefahne 20′ des Schnell­ auslösers ist an dem der Drehachse gegenüberliegenden Ende und auf etwa gleicher Höhe wie die Auslösefahne 20 des Bimetalls 2 angeordnet.

Das Magnetfeld wird durch das stromdurchflossene Bimetall 2 und den Shunt 3 erzeugt. Das Magnetjoch 5 umschließt sowohl einen Schenkel 7 des Bimetalls 2, als auch einen Schenkel 8 des ersten Shunts 3.

Die anderen Schenkel 9 bzw. 10 des Bimetalls 2 und des ersten Shunts 3 tragen zur Erhöhung der magnetischen Durchflutung bei. Das Bimetall 2 bzw. die Bimetall-Shunt- Anordnung 2, 3 wirken dabei trotz ihrer Ausbildung als U- förmiges Flachstück wie eine Erregerspule.

Die elektrische Verbindung zwischen den Stromschienen 11 und 12 des Schaltgerätes erfolgt durch das U-förmige Bimetall 2, wobei der Stromfluß durch die Strompfeile i in Fig. 3 und 4 gekennzeichnet ist.

Die Einstellung der Auslöseempfindlichkeit des Schnellaus­ lösers wird dabei mittels eines nicht dargestellten Ein­ stellknopfes der Auslösebrücke des Schnellauslösers er­ reicht, wobei am Einstellknopf ein exentrisch angeordneter Zapfen angelegt ist, welcher bei Drehung die Auslösebrücke seitlich verschiebt. Der Luftspalt zwischen Magnetanker 6 und Magnetjoch 5, der die Auslöseempfindlichkeit bestimmt, wird dabei verändert.

Das Magnetjoch 5 besteht aus zwei Teilen 5a und 5b, welche in den Fig. 1 und 2 sowie 7 erkenntlich sind. Beide Teile 5a und 5b werden durch Stanzbiegen als Einzelteile herge­ stellt und anschließend zu einem Magnetjoch 5 zusammenge­ setzt. Beide Teile 5a und 5b weisen U-förmige Bereiche auf, wobei beide Teile an ihren U-Bereichen zusammengesetzt sind, derart, daß das Teil 5a das Teil 5b umgreift. Dadurch, das die Bleche der Teile 5a und 5b, im Gegensatz zur Herstellung aus einem Blech, nur die halbe Materialdicke aufweisen, sind diese besonders leicht zu stanzen. Die Biegeradien können ebenfalls kleiner ausgeführt werden, als wäre das Magnetjoch 5 aus einem Teil hergestellt.

Wird ein Magnetblech nämlich mit für die Materialdicke zu kleinen Radien verarbeitet, dann tritt eine Rißbildung ein, die Störflüsse verursacht.

Die den magnetischen Fluß führenden U-Bereiche können mit weiteren aneinandergesetzten U-förmigen Teilen versehen werden, um somit den magnetischen Widerstand weiter zu verringern. Es können aber auch dünnere Teile 5a und 5b verwendet werden, um durch Kombination mit weiteren U- förmigen Teilen die gewünschte magnetische Durchflutung, je nach Auslösebereich des Schnellauslösers, zu erreichen.

Den einzelnen Teilen 5a und 5b sind Funktionen zugeordnet, die alle mit nur einem Einzelblech kaum realisiert werden können. So weist das erste Teil 5a Stege 15 für die Fixie­ rung in dem Gehäuse des Schaltgerätes auf. Das zweite Teil 5b dagegen weist eine integrierte Lagerstelle 16 für den Magnetanker 6 auf.

Weiterhin weist das zweite Teil 5b eine L-förmigen Ausleger 17 auf, der für das Halten einer Zugfeder 18 vorgesehen ist, die an dem Magnetanker 6 wirkt. Für diese Funktionen, bzw. Funktionsaufnahmen, werden keine weiteren Teile oder Abschnitte im Gehäuse des Schaltgerätes benötigt, wie Lagerstellen für die Feder des Magnetankers und Lagerstellen für den Magnetanker selber, so daß eine Bauteileinsparung eintritt.

Neben der Montage- und Fertigungerleichterung tritt durch die Verwendung zweier Teile 5a und 5b eine Toleranzverbesse­ rung ein.

Durch die Verwendung von zwei Teilen 5a, 5b können dabei die Polflächen in einfachster Weise vergrößert werden, was eine erhöhte Magnetkraft zur Folge hat.

Das Magnetjoch 5 kann also modular aufgebaut werden, derart, daß die Magnetbleche bzw. Teile 5a und 5b eine oder maximal zwei mechanische Haltelemente beinhalten. Hierdurch tritt eine erhebliche Vereinfachung der Fertigung ein.

Unter einem mechanischen Halteelement ist hier z. B. die Aufnahme der Feder 18, die Lagerung des Magnetankers 6 oder die Lagerung des Magnetjochs 5 zu verstehen.

Der Magnetanker 6 wird aus einem einzigen Magnetblech gefalzt und zwar derart umgefaltet, daß ein Bereich 19 des Magnetankers eine Verdickung aufweist, das heißt, zusammenge­ klappt ist.

Das Magnetblech des Magnetankers 6 weist dabei wie in der oberen Abbildung von Fig. 7 erkenntlich zwei übereinander angeordnete Abschnitte 21, 22 auf, wobei der Abschnitt 21 die auf die Auslösebrücke wirkende Auslösefahne 20′ führt und der andere Abschnitt 22 Stege 23 aufweist, die eine Lagerung für den Magnetanker 6 in der Lagerstelle 16 gegenüber dem Ausleger 17 des Magnetjochs 5 bilden. In dem Abschnitt 22 ist ferner ein Loch 24 für die Befestigung der Zugfeder 18 vorhanden. Durch die Verdickung des Bereichs 19 zwischen dem oberen und unteren Abschnitt 21 und 22 werden dabei die magnetischen Eigenschaften des Magnetankers 6 verbessert, ohne daß zusätzliche Teile benötigt werden. Durch die Verdickung des Bereichs 19 erfolgt also eine Magnetfelderhöhung aufgrund einer höheren Durchflutung. Weiterhin werden Sättigungsgrenzen verschoben, ohne daß zusätzliche Teile benötigt werden, die einen erhöhten Fertigungs-, Montage- und Kostenaufwand bedeuten.

Von Vorteil ist auch die geringere Masse der Abschnitte 21 und 22, die das Trägheitsmoment des Magnetankers 6 herab­ setzt. Eine weitere Herabsetzung des Trägheitsmomentes und Verbesserung der magnetischen Eigenschaften wird durch anschließendes Herunterprägen der Abschnitte 21 und 22 erreicht, wobei die ursprüngliche Form durch nachfolgendes Stanzen erreicht wird. Die in diesen Abschnitten 21 und 22 erfolgte Massenreduzierung verbessert weiterhin das Träg­ heitsmoment des Magnetankers und verringert den Streufluß.

Durch die geringere Masse kann die Gegenkraft der Feder 18, die für die Schockfestigung von Bedeutung ist, herabgesetzt werden.

Wie in der Fig. 1 zu erkennen ist, ist die Verdickung nur im Bereich des Magnetjoches 5 vorhanden und zwar mit einer Höhe H, die der Höhe H des Magnetjoches entspricht und die in Fig. 7 gekennzeichnet ist.

Zusätzlich kann der Bereich 19 durch mehrfaches Umfalten in seiner Dicke weiter erhöht werden, was die magnetischen Eigenschaften weiter verbessert.

Der erste und zweite Shunt 3, 4 passen jeweils den ge­ forderten elektrischen Widerstand des Bimetalls für sämt­ liche vorzusehenden Strombereiche an, wobei der zweite Shunt 4 in entsprechender Widerstandgröße zu wählen ist. Der ent­ sprechende Widerstand der Shunts 3, 4 kann dabei durch den verwendeten Werkstoff, bzw. die Leitfähigkeit des Werk­ stoffes oder auch durch eine geeignete Querschnittsabmessung und durch Länge bzw. Windungszahl erreicht werden.

Claims (23)

1. Auslöseeinrichtung für Schaltgeräte mit einem
thermischen Überstromauslöser, der mindestens ein Bimetall aufweist, wobei die Auslöseeinrichtung ferner einen elektromagnetischen Schnellauslöser aufweist, bestehend aus mindestens einem Magnetjoch und mindestens einem Magnetanker, wobei der durch das Bimetall fließen­ de Strom dazu genutzt wird, ein Magnetfeld für die Schnellauslösung zu erzeugen, wobei ferner das Bimetall U-förmig ist, das Magnetjoch einen Schenkel des Bime­ talls umschließt und der andere Schenkel des Bimetalls außerhalb dieses Magnetjoches vorbeigeführt ist, wobei das Magnetjoch als Erreger ferner einen Schenkel eines dem Bimetall elektrisch parallelgeschalteten U-förmigen ersten Shunts umschließt oder ein dem Bimetall elek­ trisch parallelgeschalteter erster Shunt aus einem isolierten Leiter mehrfach um das Magnetjoch gewickelt ist,
und der erste Shunt einen einem bestimmten festen Auslösebereich des Bimetalls und dem Auslösebereich des Schnellauslösers angepaßten Widerstandswert besitzt,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Stromführung in zu dem Auslösebereich des Bimetalls (2) unterschiedlichen Strombereichen zu dem Bimetall und zu dem zu diesen parallelgeschalteten ersten Shunt (3) ein zweiter Shunt (4) elektrisch parallelgeschaltet ist,
welcher einen dem bestimmten festen Auslösebereich des Bimetalls (2) und dem bestimmten, diesem angepaßten Widerstand der Erregerwicklung oder des U-förmigen ersten Shunts (3) des elektro-magnetischen Kurzschluß­ auslösers angepaßten Widerstandswert besitzt, so daß die Einstellung der Auslöseeinrichtung (1, 1′) auf unter­ schiedliche Strombereiche insgesamt lediglich durch das Auswechseln des zweiten Shunts (4) gegen einen Shunt mit geeignetem Widerstandswert erfolgt, wobei bei einem höheren Strombereich entsprechend einem höheren Geräte­ nennstrom der Widerstand des zweiten Shunts entsprechend geringer ausgelegt ist und die übrige Meß- und Auslöse­ mechanik der Auslöseeinrichtung (1, 1′) für unterschied­ liche Strombereiche unter Auslegung auf den festen Strombereich des Bimetalls (2) und ersten Shunts (3) aus den gleichen Teilen aufgebaut ist und die gleichen Einstellparameter aufweist.

2. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des zweiten Shunts (4) sowohl gegenüber dem des Bimetalls (2) als auch des ersten Shunts (3) gering ist.

3. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Shunt (4) an oder seitlich unterhalb von Anschlußstücken (25, 26) des Bimetalls (2) zur Strom­ schiene (11, 12) des Schaltgerätes angeordnet ist.

4. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Shunt (4) außerhalb des Magnetjoches (5) der Schnellauslösung angeordnet ist.

5. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an oder seitlich von den Anschlußstücken (25, 26) unterhalb der Schenkel (9, 10) des Bimetalls (2) jeweils Befestigungseinrichtungen und Befestigungsmittel für einen dort modular austauschbaren zweiten Shunt (4) vorgesehen sind.

6. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des ersten und zweiten Shunts (3, 4) jeweils über flächige Kontaktstellen an den gegen­ überliegenden Schenkeln oder Anschlußstücken (25, 26) des Bimetalls (2) erfolgt.

7. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der beiden Shunts (3, 4) jeweils übereinander an einer Flachseite (14a, 14b) des Bime­ talls (2) und an der Schmalseite des gegenüberliegenden Schenkels des Bimetalls (2) erfolgt.

8. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Shunts (3, 4) gegenüber dem Bimetall (2) jeweils durch Vernietung über Lochungen, Schrauben, Löten oder Schweißen unter Ausbildung eines geringen Übergangswiderstandes der Kontaktstellen erfolgt.

9. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des zweiten Shunts (4) die beiden Schenkel (9, 10) des U-förmigen Bimetalls (2) oder dessen gegenüberliegende Anschlußstücke (25, 26) über durchgehende Anformungen oder Ansätze unmittelbar miteinander verbunden sind, welche entsprechend dem benötigten niedrigen Widerstand des zweiten Shunts (4) durch einen Schnitt oder Einschnitt geeigneter Länge und/oder Breite trennbar sind.

10. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Shunt (4) aus einem litzen- oder platten­ förmigen metallischen Leiterstück mit geringen Über­ gangswiderständen an den Kontaktierungsstellen gebildet ist.

11. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Shunt (3) aus einem isolierten Leiter gebildet ist, welcher spiral- oder schneckenförmig um das Magnetjoch (5) gewickelt ist.

12. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Shunt (3) aus Lackdraht besteht.

13. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierte Leiter des ersten Shunts (3) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.

14. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch (5) aus mindestens 2 Magnetblechen (5a, 5b) oder Teilen besteht.

15. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Magnetblechen (5a, 5b) für das Magnetjoch (5) maximal zwei mechanische Halteelemente pro Magnetblech zugeordnet sind.

16. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (5a) Stege (15) für die Fixierung und Lagerung im Gehäuse des Schaltgerätes aufweist.

17. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (5b) einen L-förmigen Ausleger (17) für das Halten einer Zugfeder (18), die mit dem Magnet­ anker (6) zusammenwirkt, aufweist.

18. Auslöseeinrichtung nach einem der Ansprüche 14-17, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (5b) Lagerstellen (16) für den Magnetanker (6) aufweist.

19. Auslöseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14-18, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (6) aus einem einzigen Magnetblech hergestellt ist, derart, daß durch Umfalten eine Verdickung des Magnetankers (6) im Bereich des Magnet­ joches (5) eintritt.

20. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das umgefaltete Magnetblech zwei höhenversetzt angeordnete Abschnitte (21, 22) aufweist, wobei der oben angeordnete Abschnitt (21) die Auslösefahne (20′) führt und der unten angeordnete Abschnitt (22) Stege (23) aufweist, die Lagerstellen für den Magnetanker (6) bilden.

21. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß Löcher (24) für die Befestigung der Zugfeder (18) vorhanden sind.

22. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Magnetjoches (5) befindlichen Abschnitte (21, 22) durch Prägung zu einer geringeren Dicke und anschließendes Stanzen einer Materialreduzie­ rung unterzogen sind.

23. Auslöseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetalle (2) der einzelnen Phasen an ihren Flachseiten parallel angeordnet sind.