DE19915785A1

DE19915785A1 - Electromagnetic release for an electrical switching device

Info

Publication number: DE19915785A1
Application number: DE1999115785
Authority: DE
Inventors: Erwin Muders; Werner Bruckner; Carola Thielen
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2000-10-12
Also published as: EP1045416A2; PL339480A1; EP1045416A3

Abstract

Es wird ein elektromagnetischer Auslöser für einen elektromagnetischen Schutzschalter, insbesondere für einen Leitungsschutzschalter, beschrieben, der ein Magnetjoch, einen Magnetkern, einen Schlaganker, eine Spule, eine Spulenhülse und eine Fesselfeder zwischen Schlaganker und Magnetkern sowie einen Fesselmagneten aufweist. Um eine vereinfachte Herstellung zu erreichen, ist an den freien Schenkeln des U-förmigen Magnetjoches (11) eine Platte (14) befestigt und dem Auslöser ein parallel zur Platte (14) verlaufender Plattenanker (25) zugeordnet, der mit dem Magnetkern (23) gekoppelt ist, so daß bei Auftreten eines Überstromes der Plattenanker gegen die Platte gezogen wird und dadurch ein Schaltschloß entklinkt. Bei Auftreten eines Kurzschlußstromes öffnet der Magnetanker (20) über einen Schlagstift (30) eine Kontaktstelle (33).An electromagnetic release for an electromagnetic circuit breaker, in particular for a circuit breaker, is described, which has a magnetic yoke, a magnetic core, an impact armature, a coil, a coil sleeve and a tether spring between the impact anchor and the magnetic core, and a captive magnet. In order to achieve a simplified production, a plate (14) is attached to the free legs of the U-shaped magnetic yoke (11) and a plate anchor (25) running parallel to the plate (14) is associated with the trigger. is coupled so that when an overcurrent occurs, the plate armature is pulled against the plate, thereby releasing a switch lock. If a short-circuit current occurs, the armature (20) opens a contact point (33) via a striker (30).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Auslöser für ein elektrisches Schaltge rät, insbesondere einen Schutzschalter, beispielsweise einen Leitungsschutzschalter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electromagnetic trigger for an electrical Schaltge advises, in particular a circuit breaker, for example a circuit breaker, according to the preamble of claim 1.

Es ist eine Reihe von Auslöser bekannt geworden, die auf Überstrom und/oder Kurz schlußstrom ansprechen. Auslöser, die auf Überstrom ansprechen, sind meist thermi sche Auslöser, die einen Thermobimetallstreifen oder einen Streifen aus Formgedächt nislegierungsmaterial aufweisen, die vom Überstrom erwärmt werden und sich dabei ausbiegen. Dabei kann der thermische Auslöser vom Strom durchflossen sein oder er wird durch stromführende Teile, wie beispielsweise das Magnetjoch oder die Magnet spule erwärmt, so daß er sich ausbiegen und ein Schaltschloß entklinken kann.A number of triggers have become known, based on overcurrent and / or short address the final current. Triggers that respond to overcurrent are mostly thermal triggers that have a bimetallic strip or a strip of shape memory Nisalloy material that are heated by the overcurrent and thereby turn out. The thermal release can flow through it or it can is caused by live parts, such as the magnet yoke or the magnet coil warmed so that it can bend and release a switch lock.

Kurzschlußströme werden im allgemeinen mittels eines elektromagnetischen Auslösers abgeschaltet, der ein Joch, einen Anker, einen Magnetkern und eine um eine Spulen hülse herumgewickelte Spule aufweist. Diese Anordnung dient bei Kurzschlußströmen einerseits dazu, das Schaltschloß zu entklinken, und andererseits, die Kontaktstelle aufzuschlagen. Short circuit currents are generally generated by means of an electromagnetic release switched off, the one yoke, an armature, a magnetic core and one around a coil sleeve wrapped around the coil. This arrangement is used for short-circuit currents on the one hand to unlatch the key switch, and on the other hand, the contact point to open.

Bekannt sind auch sog. Klappankerauslöser, bei denen ein Magnetjoch, ein die Spule durchgreifender Kern und ein das Magnetjoch und den Kern überdeckender, drehbe weglich aufgelagerter Klappanker vorgesehen sind. Diese Klappankersysteme zur Ent klinkung eines Schaltschlosses des Leitungsschutzschalters im Überlastbereich (dem 10- bis 14-fachen des Nennstromes) entwickeln eine relativ geringe Auslösekraft, so daß zur Gewährleistung der Funktion des Gerätes möglichst kleine Fertigungstoleran zen bei freiem Weg, Luftspalt und Spulenlage erforderlich sind. Außerdem ist eine ge naue Abstimmung zwischen dem Schlaganker und dem Klappanker erforderlich, damit einerseits der Schlaganker immer nach dem Klappanker anspricht, andererseits darf der Schlaganker auch nicht zu spät ansprechen.So-called folding armature triggers are also known, in which a magnetic yoke and a coil penetrating core and a rotating, covering the magnetic yoke and the core movable hinged anchors are provided. These hinged anchor systems for ent latching of a circuit breaker of the circuit breaker in the overload area (the 10 to 14 times the nominal current) develop a relatively low tripping force, see above that to ensure the function of the device, the smallest possible manufacturing tolerance zen with a clear path, air gap and coil position are required. In addition, a ge Precise coordination between the impact anchor and the hinged anchor is therefore necessary on the one hand the impact anchor always responds after the hinged anchor, on the other hand may the impact anchor should also not respond too late.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektromagnetischen Auslöser der eingangs ge nannten Art zu schaffen, bei dem aufgrund der Ausgestaltung nur eine grobe Abstim mung der magnetischen Ansprechwerte der einzelnen Komponenten erforderlich wird.The object of the invention is to provide an electromagnetic trigger of the beginning named type to create, in which due to the design only a rough vote the magnetic response values of the individual components is required.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Erfindungsgemäß also ist an den freien Schenkeln des U-förmigen Magnetjoches eine Platte befestigt, und parallel zu der Platte ist ein Plattenanker dem Auslöser zugeord net, der mit dem Magnetkern gekuppelt ist, so daß bei Auftreten eines Überstromes der Plattenanker gegen die Platte gezogen wird und dadurch ein Schaltschloß entklinkt.According to the invention, there is one on the free legs of the U-shaped magnetic yoke Plate attached, and a plate anchor is assigned to the trigger parallel to the plate net, which is coupled to the magnetic core, so that when an overcurrent occurs Plate anchor is pulled against the plate and thereby unlocks a key switch.

Dabei bestehen zwei Möglichkeiten:
Zum einen kann der Magnetkern beweglich innerhalb der Spulenhülse angeordnet sein und der Plattenanker mit dem Magnetkern verbunden sein. Im Falle eines Überstromes zieht der noch feststehende Magnetanker den Magnetkern an, so daß dieser gegen die Platte gezogen wird und dabei einen Klinkenhebel eines Schaltschlosses entklinkt. Da durch verkleinern sich die Luftspalte vom Joch zum Plattenanker und gleichzeitig der Luftspalt vom Magnetkern zum Magnetanker. Diese Verkleinerungen der Luftspalten bewirken eine Krafterhöhung auf den Magnetanker, so daß dieser vom Fesselmagnet abreißt und den Schlagstift aus dem Auslöser heraus auf den Kontakthebel schlägt. There are two options:
On the one hand, the magnetic core can be arranged movably within the coil sleeve and the plate armature can be connected to the magnetic core. In the event of an overcurrent, the magnet armature, which is still stationary, attracts the magnet core, so that it is pulled against the plate and thereby releases a latch lever of a switch lock. As the air gaps from the yoke to the plate armature shrink and at the same time the air gap from the magnet core to the magnet armature. These reductions in the air gaps result in an increase in force on the magnet armature, so that the armature tears off and the striking pin strikes the trigger on the contact lever.

Eine Variante besteht darin, daß der Magnetkern fest mit der Platte und damit mit dem Joch verbunden ist und eine zur Platte hin offene Ausnehmung aufweist, in die eine fest mit dem Plattenanker verbundene Hülse hineingreift; die Hülse umfaßt weiterhin auch noch den Schlagstift. Bei Auftreten eines Überstromes zieht das Magnetsystem zunächst die Hülse mit dem Plattenanker ins Innere der Ausnehmung im Kern und verkleinert die Luftspalte vom Joch zum Plattenanker. Dadurch wird die magnetische Kraft auf den Magnetanker erhöht und dieser reißt vom Fesselmagnet ab und schlägt den Schlagstift in Richtung Öffnen der Kontaktstelle.A variant is that the magnetic core is fixed to the plate and thus to the Yoke is connected and has a recess open to the plate into which engages sleeve firmly connected to the plate anchor; the sleeve further comprises also the firing pin. If an overcurrent occurs, the magnet system pulls first the sleeve with the plate anchor inside the recess in the core and reduces the air gap from the yoke to the plate anchor. This will make the magnetic Force on the magnet armature increases and this tears off the bond magnet and strikes the striker in the direction of opening the contact point.

Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesse rungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.Using the drawing, in which two embodiments of the invention are shown are, the invention and other advantageous refinements and improvements rung and other advantages are explained and described in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 und 2 einen ersten elektromagnetischen Auslöser in der Ruhe- und der Aus lösestellung, und Fig. 1 and 2 release position a first electromagnetic trip in the rest position and the stop, and

Fig. 3 und 4 eine zweite Ausführungsform eines elektromagnetischen Auslösers, ebenfalls in der Ruhe- und Auslösestellung. Figures 3 and 4 a second embodiment of an electromagnetic release, also in the rest position and release position..

Die Fig. 1 zeigt einen elektromagnetischen Auslöser 10, der ein U-förmiges Joch 11 umfaßt, dessen Schenkelenden 12 und 13 von einer nicht magnetischen Platte 14 überdeckt sind, die mit den Schenkelenden der Schenkel 12 und 13 fest verbunden ist. Innerhalb des Joches 11, den Jochsteg 15 in einem Durchbruch 16 durchgreifend, ist eine Spulenhülse 17 vorgesehen, die ebenfalls fest mit der Platte 14 verbunden ist. Außerhalb der Spulenhülse 17 ist eine Spule 18 vorgesehen und an dem aus dem Steg 15 herausragenden Ende der Spulenhülse 17 ist ein sog. Fesselmagnet 19 angebracht. Dieser Fesselmagnet 19 schließt die Spulenhülse 17 ab. Fig. 1 shows an electromagnetic release 10 , which comprises a U-shaped yoke 11 , the leg ends 12 and 13 are covered by a non-magnetic plate 14 which is fixedly connected to the leg ends of the legs 12 and 13 . Inside the yoke 11 , passing through the yoke web 15 in an opening 16 , a coil sleeve 17 is provided, which is also firmly connected to the plate 14 . A coil 18 is provided outside the coil sleeve 17 and a so-called captive magnet 19 is attached to the end of the coil sleeve 17 protruding from the web 15 . This captive magnet 19 closes off the coil sleeve 17 .

Innerhalb der Spulenhülse 17, an den Fesselmagnet 19 anliegend und an diesen an gezogen ist ein Magnetanker 20 geführt, der teilweise in den Innenraum 21 des Joches 11 hineinragt. Die Platte 14 besitzt eine Durchbrechung 22 und an der Platte 14 liegt ein Magnetkern 23 an, an dem ein zylindrischer Fortsatz 24 angeformt ist, der die Durchbrechung 22 durchgreift. Am freien Ende ist der zylindrische Fortsatz 24 mit ei nem Plattenanker 25 fest verbunden. Zwischen der zum Kern 23 zugewandten Stirn fläche 26 des Magnetankers 20 und einer Vertiefung 27 in der dem Magnetanker 20 zugeordneten oder zugewandten Stirnfläche 28 des Magnetkerns ist eine Fesselfeder 29 vorgesehen, die den Magnetanker 20 vom Magnetkern 23 wegzudrücken sucht. Weiterhin ist ein Schlagstift 30 vorgesehen, der die Innenbohrung 31 des Magnetkerns 23 durchgreift und aus dem Plattenanker 25 herausragt.Within the coil sleeve 17 , adjacent to the captive magnet 19 and pulled to this, a magnet armature 20 is guided, which partially protrudes into the interior 21 of the yoke 11 . The plate 14 has an opening 22 and on the plate 14 is a magnetic core 23 , on which a cylindrical extension 24 is formed, which extends through the opening 22 . At the free end, the cylindrical extension 24 is firmly connected to a plate anchor 25 . Between the end facing the core 23 face 26 of the magnet armature 20 and a recess 27 in the associated or facing the magnet armature 20 end face 28 of the magnetic core, a cage spring 29 is provided which seeks to push the magnet armature 20 away from the magnetic core 23 . Furthermore, a striking pin 30 is provided which extends through the inner bore 31 of the magnetic core 23 and protrudes from the plate anchor 25 .

Wenn ein Überstrom auftritt, dann wird der bewegliche Magnetkern 23 entgegen dem Druck der Feder 29 nach innen in die Spule 18 hineingezogen, also in Richtung zum Magnetanker 20, wodurch der Plattenanker 25 gegen einen Verklinkungshebel 32 ei nes an sich bekannten Schaltschlosses eines Leitungsschutzschalters zum Anliegen kommt, siehe Fig. 2.If an overcurrent occurs, then the movable magnetic core 23 is drawn inward against the pressure of the spring 29 into the coil 18 , i.e. in the direction of the magnet armature 20 , whereby the plate armature 25 bears against a latching lever 32 of a known circuit breaker of a circuit breaker comes, see Fig. 2.

Bei weiterem Ansteigen des Stromes, insbesondere bei Anstehen eines Kurzschluß stromes, wird der Anker 20 in das Innere der Spule 18 gezogen und drückt dann den Schlagstift 30 gegen einen beweglichen Kontakthebel 33, der durch die Kraft des Ma gnetankers 20 aufgeschlagen wird.With further increase in the current, especially when a short-circuit current is present, the armature 20 is drawn into the interior of the coil 18 and then presses the striker 30 against a movable contact lever 33 , which is opened by the force of the magnetic armature 20 .

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Alternative zu der Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2. Diejenigen Teile, die identisch zueinander sind, besitzen die gleichen Bezugsziffern. FIGS. 3 and 4 show an alternative to the arrangement shown in FIGS. 1 and 2. Those parts which are identical to each other, have the same reference numerals.

Unterschiedlich zu der Anordnung nach den Fig. 1 und 2 ist bei dem elektromagneti schen Auslöser 40 die Ausgestaltung des Magnetkerns 41, welcher fest mit der Platte 14 verbunden ist und eine zur nicht magnetischen Platte 14 hin offene Vertiefung 42 besitzt. In die Vertiefung 42 ragt eine Hülse 43 hinein, die eine Zylinderform besitzt mit einem Bereich 44 vergrößerten Durchmessers, in dem die Fesselfeder 29' eingesetzt ist. Die Fesselfeder stützt sich demnach gegen den Boden 45 der Vertiefung 44 und den Boden 46 der Vertiefung 42 ab. Der Boden 46 besitzt ebenfalls eine Bohrung 47, durch die der Schlagstift 30 hindurchgreift und gegen die Stirnfläche 26 des Ankers 20 anliegt. Der Schlagstift 30 durchgreift die Hülse 43 und ragt aus dem Plattenanker 25 heraus.Different from the arrangement according to FIGS . 1 and 2 is in the electromagnetic trigger 40 's design of the magnetic core 41 , which is fixedly connected to the plate 14 and has an open to the non-magnetic plate 14 recess 42 . A sleeve 43 protrudes into the recess 42 and has a cylindrical shape with an area 44 of enlarged diameter, in which the shackle spring 29 'is inserted. The shackle spring is therefore supported against the bottom 45 of the recess 44 and the bottom 46 of the recess 42 . The bottom 46 also has a bore 47 through which the striking pin 30 extends and bears against the end face 26 of the armature 20 . The striking pin 30 passes through the sleeve 43 and protrudes from the plate anchor 25 .

Wenn ein Überstrom auftritt, dann wird die Hülse 43 ins Innere der Vertiefung hineinge zogen, wodurch sich der Plattenanker 25 gegen den Verklinkungshebel 32 anlegt und diesen entklinkt. Im Falle eines Kurzschlußstromes wird der Anker 20 weiter in die Spule hineingezogen und schlägt den Schlagstift 30 gegen den Kontakthebel 33 und öffnet so die Kontaktstelle.If an overcurrent occurs, then the sleeve 43 is moved into the interior of the recess hineinge, the anchor plate 25 which applies against the latching lever 32 and this unlatched. In the event of a short-circuit current, the armature 20 is drawn further into the coil and strikes the striker 30 against the contact lever 33 and thus opens the contact point.

Claims

1. Electromagnetic release for an electromagnetic circuit breaker, in particular for a circuit breaker, with a magnetic yoke, a magnetic core, an anchor, a coil, a coil sleeve and a cage spring between the anchor and magnetic core and a shackle magnet, characterized in that the free Legs of the U-shaped magnetic yoke ( 11 ) is attached to a plate ( 14 ) and that the trigger is assigned a parallel to the plate ( 14 ) extending plate anchor ( 25 ), which is coupled to the magnetic core ( 23 , 41 ), so that in the event of an overcurrent of the plate armature being pulled against the plate and unlatched by a switching mechanism, the magnetic armature ( 20 ) opening a contact point ( 33 ) via a striker ( 30 ) when a short-circuit current occurs.

2. Trigger according to claim 1, characterized in that the plate armature ( 25 ) is fixedly connected to the sliding in a coil sleeve ( 17 ) sliding magnetic core ( 23 ).

3. Trigger according to claim 1, characterized in that the magnetic core ( 41 ) is fixedly connected to the plate ( 14 ), that the magnetic core ( 41 ) has a cavity ( 42 ) which is open towards the plate ( 14 ) and that in the cavity ( 42 ) through the plate engages a sleeve firmly connected to the plate anchor ( 25 ), so that in the event of an overcurrent the sleeve ( 43 ) with the plate anchor ( 25 ) is pulled into the interior of the cavity ( 42 ).