DE19934094A1

DE19934094A1 - Electromagnetic actuator, in particular electromagnetic release, in particular for a circuit breaker

Info

Publication number: DE19934094A1
Application number: DE19934094A
Authority: DE
Inventors: Erwin Muders; Joachim Majewski
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 1999-07-21
Publication date: 2001-01-25
Also published as: ATE248433T1; DE50003421D1; PL341552A1; HU0002802D0; EP1071108A3; HUP0002802A2; EP1071108B1; EP1071108A2

Abstract

Es wird ein elektromagnetischer Aktor (10), insbesondere elektromagnetischer Auslöser für einen Leitungsschutzschalter oder dgl., mit einem Joch (12), einer Spule (13), einem Anker (16), einem Kern und einer Fesselfeder (29) beschrieben, bei dem eine, bezogen auf den Aktor, ortsfest drehbar gelagerte Wippe (23) vorgesehen ist, deren erster Arm (22) mit dem Anker (16) gekoppelt ist und an derem zweiten Arm (24) ein Ende einer Fesselfeder (29) angreift, deren anderes Ende ebenfalls ortsfest festgelegt ist. Die Wippe (23) ist so angeordnet, daß der Anlenkpunkt (28) der Feder (29) am zweiten Arm auf eine durch den Drehpunkt und den Anlenkpunkt verlaufende Totpunktlinie (V) beim Auslösevorgang hinschwenkt, so daß die Kraft der den Anker (16) in dessen Ruhestellung festhaltenden Feder (29) sich beim Auslösevorgang verringert.An electromagnetic actuator (10), in particular an electromagnetic release for a circuit breaker or the like, with a yoke (12), a coil (13), an armature (16), a core and a cage spring (29) is described, in which a rocker (23), which is mounted so that it can rotate in relation to the actuator, is provided, the first arm (22) of which is coupled to the armature (16) and the second arm (24) of which engages one end of a suspension spring (29), the other of which End is also fixed. The rocker (23) is arranged such that the articulation point (28) of the spring (29) on the second arm swings towards a dead center line (V) running through the pivot point and the articulation point during the triggering process, so that the force of the armature (16) in the rest position retaining spring (29) decreases during the triggering process.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Aktor gemäß dem Oberbegriff des An spruches 1.The invention relates to an electromagnetic actuator according to the preamble of the An saying 1.

Derartige Aktoren werden in großem Umfang, insbesondere in Leitungsschutzschal tern, eingesetzt, um einen Kurzschluß zu erfassen und abzuschalten. Der Aktor bzw. Auslöser besitzen ein Joch und im Inneren des Joches eine Spule, die einen Anker und einen Kern umgibt. Wenn ein Kurzschluß auftritt, dann wird der Anker gegen den Kern gezogen und die Bewegung des Ankers auf einen Kontakthebel oder auf bewegbares Kontaktstück und/oder auf ein Schaltschloß übertragen; wenn die Bewegung des Schaltschlosses lediglich auf das Kontaktstück übertragen wird, wird das Kontaktstück nach Beendigung des Kurzschlusses wieder in Einschaltstellung gelangen; über das Schaltschloß wird das bewegliche Kontaktstück bleibend geöffnet.Such actuators are used on a large scale, especially in line protection scarves tern, used to detect a short circuit and switch off. The actuator or Triggers have a yoke and inside the yoke a coil that has an armature and surrounds a nucleus. If a short circuit occurs, the anchor will be against the core pulled and the movement of the armature on a contact lever or on movable Transfer contact piece and / or to a key switch; when the movement of the Switch lock is only transferred to the contact piece, the contact piece return to the on position after the short circuit has ended; about the Switch lock, the movable contact piece is opened permanently.

Zur Einstellung des Auslösepunktes bzw. des Auslösestromes wird ein Fesselmagnet verwendet; für Magnetauslöser gibt es darüber hinaus auch Anordnungen mit einer au ßenliegenden Fesselfeder. A captive magnet is used to set the tripping point or the tripping current used; for magnetic releases there are also arrangements with an au external tether spring.

Die magnetischen Auslöser, die als Kurzunterbrecher dienen, besitzen im Normalfall einen Magneten zur Fesselung. Nachteilig sind hier die hohen Kosten für den Magne ten; die Haltekraft des Magneten ist durch seine Geometrie begrenzt, und der An sprechwert ist polungsabhängig. Darüberhinaus ist der Kraftverlauf nicht veränderbar, da nach Abriß des Magneten praktisch keine Kraft mehr auf den Anker wirkt.The magnetic triggers, which serve as short interrupters, normally have a magnet for captivation. The disadvantage here is the high cost of the magne ten; the holding force of the magnet is limited by its geometry, and the An speaking value depends on polarity. Furthermore, the force curve cannot be changed, since practically no force acts on the armature after the magnet has been torn off.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aktor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Auslösung polunabhängig ist und der Kraftverlauf der Fesselung für verschie dene Varianten angepaßt werden kann.The object of the invention is to provide an actuator of the type mentioned at which the release is independent of the pole and the force course of the bondage for various whose variants can be adapted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1. Erfindungsgemäß also ist eine bezogen auf den Aktor ortsfest drehbar gelagerte, zweiarmige Wippe vorgesehen, deren einer Arm mit dem Anker gekuppelt ist und an derem anderen Arm ein Ende einer Fesselfeder angreift, deren anderes Ende ebenfalls bezogen auf den Anker, ortsfest festgelegt ist; die Wippe ist dabei so angeordnet, daß die Mittellinie der Feder zu der durch die Drehachse der Wippe und den Einhangpunkt des anderen Endes verlaufende Totpunktlinie beim Auslösevorgang hinschwenkt, so daß die Kraft der den Anker in dessen Ruhestellung festhaltenden Feder sich beim Auslösevorgang verringert.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. According to the invention, a rotatably mounted with respect to the actuator, two-armed rocker provided, one arm is coupled to the anchor and on whose other arm attacks one end of a cuff spring, the other end also based on the anchor, is fixed; the rocker is arranged so that the center line of the spring to that through the axis of rotation of the rocker and the mounting point of the other end running dead center line pivots during the triggering process, see above that the force of the anchor holding the anchor in its rest position is at Triggering process reduced.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Wippe in ihrem Knie drehbar gelagert ist.Another advantageous embodiment of the invention is that the rocker in her knee is rotatably mounted.

Dabei befindet sich die Drehachse der Wippe radial neben dem Anker.The axis of rotation of the rocker is located radially next to the anchor.

Eine die Anordnung weiter verbessernde Maßnahme besteht darin, daß der Anlenk punkt der Feder an der Wippe die Totpunktlage überquert, sodaß die Feder den Anker in Auslöserichtung zusätzlich mit beschleunigt. Damit wirkt beim Auslösen auf den An ker sowohl das von der Spule erzeugte magnetische Feld, als auch die Kraft der Feder, die sich vergrößert, je weiter sich der Anker in Auslöserichtung bewegt. A measure that further improves the arrangement is that the articulation point of the spring on the rocker crosses the dead center position, so that the spring the anchor also accelerated in the direction of release. This affects the trigger when triggered both the magnetic field generated by the coil and the force of the spring, which increases the further the armature moves in the release direction.

Die Wippe besitzt etwa eine L-Form, deren mit dem Anker gekuppelter Arm etwa senk recht zur Mittelachse des Ankers und deren mit der Feder gekuppelte Arm etwa parallel dazu verlaufen.The seesaw has an approximately L-shape, the arm of which is coupled to the anchor and is lowered approximately right to the central axis of the anchor and its arm coupled with the spring approximately parallel to get lost.

Damit die Totpunktlage erreicht oder auch überschritten werden kann, springt der An ker entgegen der Kraftrichtung der Feder vor.So that the dead center position can be reached or exceeded, the on jumps ker against the direction of force of the spring.

Dabei bestehen zwei Möglichkeiten:
Entweder kann der zweite Arm in Öffnungsrichtung bzw. Auslöserichtung vorspringen oder entgegen der Auslöserichtung. Hieraus ergibt sich dann die Zuordnung der Feder zu dem Arm. Dabei kann die Feder eine Druckfeder oder auch eine Zugfeder sein, in einer besonders bevorzugten Anordnung wird eine Zugfeder verwendet.There are two options:
Either the second arm can protrude in the opening direction or release direction or counter to the release direction. This then results in the assignment of the spring to the arm. The spring can be a compression spring or a tension spring, in a particularly preferred arrangement a tension spring is used.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Wippe am Joch gelagert ist. In gleicher Weise kann auch die Feder mit ihrem anderen Ende am Joch eingehängt sein.Another advantageous embodiment of the invention may consist in that the Rocker is mounted on the yoke. In the same way, the spring can with its other Be attached to the yoke at the end.

Wenn die Feder so angeordnet ist, daß sie beim Auslösen die Totpunktlage überwin det, dann wird der Aktor, der dann als Auslöser z. B. in einem Kurzunterbrecher einge setzt ist, von einer Kontaktdruckfeder zurückgestellt, die einen vom Auslöser direkt be tätigten Kontakthebel zugeordnet ist, um im eingeschalteten Zustand ausreichenden Kontaktdruck zu erzeugen. Wird der Aktor als Auslöser in einem Leitungsschutzschalter eingesetzt, dann wird er mittels des Schaltknebels über das Schaltschloß vom Kontakt hebel zurückgestellt.If the spring is arranged so that it overcomes the dead center position when triggered det, then the actuator, which is then used as a trigger z. B. inserted in a short breaker is reset by a contact pressure spring, which is a direct from the trigger actuated contact lever is assigned to sufficient when switched on To generate contact pressure. The actuator is used as a trigger in a circuit breaker inserted, then it is removed from the contact by means of the switching knob via the switching lock lever reset.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Using the drawing, in which an embodiment of the invention is shown, the invention and further advantageous refinements and improvements and further advantages of the invention are explained and described in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 den Aktor in auslösebereiter Stellung, und Fig. 1, the actuator in the ready-to-release position, and

Fig. 2 den Aktor in ausgelöster Stellung. Fig. 2 shows the actuator in the triggered position.

Der erfindungsgemäße Aktor, der in der Fig. 1 die Bezugsziffer 10 besitzt, ist in einem Gehäuse 11 eines Leitungsschutzschalters untergebracht. Der Aktor 10 besitzt ein Joch 12, dessen einer parallel zur Längsrichtung des Aktors 10 verlaufender Jochsteg sich in Aufsicht zeigt. Innerhalb des Joches befindet sich eine Spule 13 mit einer Spu lenzuleitung 14 und einer Spulenableitung 15. Die Spule 13 umgibt einen Tauchanker 16, dessen Enden 17 und 18 den Aktor oder Auslöser 10 axial überragen. Am Ende 17 besitzt der Anker eine quer zur Längsachse verlaufende Führungsplatte 19 und eine in Abstand dazu verlaufende Halteplatte 20, durch die ein Zwischenraum 21 gebildet ist, in den ein erster Arm 22 einer Wippe 23 eingreift, sodaß der erste Arm 22 mit dem An ker 16 formschlüssig gekuppelt ist.The actuator according to the invention, which has the reference number 10 in FIG. 1, is accommodated in a housing 11 of a circuit breaker. The actuator 10 has a yoke 12 , the yoke web of which runs parallel to the longitudinal direction of the actuator 10 is shown in supervision. Within the yoke there is a coil 13 with a coil line 14 and a coil line 15 . The coil 13 surrounds a plunger armature 16 , the ends 17 and 18 of which axially project beyond the actuator or trigger 10 . At the end 17 of the armature has a transverse to the longitudinal axis guide plate 19 and a spaced holding plate 20 through which an intermediate space 21 is formed, in which a first arm 22 of a rocker 23 engages, so that the first arm 22 with the ker 16 is positively coupled.

Die Wippe 23 besitzt einen etwa senkrecht zum ersten Arm 22 verlaufenden zweiten Arm 24; sie ist an einem Vorsprung 25 des Joches 12 in einer Aufnahme 26 mit ihrer Drehachse 27 drehbar gelagert. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 springt der zweite Arm 24 entgegen der Auslöserichtung A vor. An dem freien Ende des zweiten Armes 24 ist ein Ende 28 einer Zugfeder 29 eingehängt, deren anderes Ende 31 an einem Vorsprung 30 ebenfalls am Joch eingehängt ist. Die Verbindungslinie V zwi schen dem Anhängpunkt 30, 31 und der Drehachse 27 ist eine Totpunktlinie.The rocker 23 has a second arm 24 running approximately perpendicular to the first arm 22 ; it is rotatably mounted on a projection 25 of the yoke 12 in a receptacle 26 with its axis of rotation 27 . In the embodiment according to FIG. 1, the second arm 24 projects against the triggering direction A. At the free end of the second arm 24 , one end 28 of a tension spring 29 is hooked, the other end 31 of which is also hooked onto a projection 30 on the yoke. The connecting line V between the attachment point 30 , 31 and the axis of rotation 27 is a dead center line.

In der auslösebereiten Stellung des Ankers, wie in Fig. 1 gezeigt, wirkt, da die Feder 29 sich hier links der Totpunktlinie V befindet, eine Kraft einerseits auf den zweiten Arm 24, die die Wippe 23 in Uhrzeigersinn zu Drehen sucht, und andererseits über den Arm 22 eine Kraft auf den Anker 16, wodurch der Anker in der in Fig. 1 dargestellten auslö sebereiten Stellung festgehalten ist. In the ready-to-release position of the armature, as shown in FIG. 1, since the spring 29 is located here to the left of the dead center line V, a force acts on the one hand on the second arm 24 , which the rocker 23 tries to turn clockwise, and on the other hand the arm 22 a force on the armature 16 , whereby the armature is held in the trigger-ready position shown in FIG. 1.

Sobald aufgrund eines Kurzschlußstromes der Anker in Richtung A gezogen wird, ver schwenkt der Anker die Wippe 23 entgegen dem Uhrzeigersinn und das von der Feder auf die Wippe ausgeübte Drehmoment verkleinert sich solange, bis die Kraftrichtung der Feder 29 in der Totpunktlage V liegt; in dieser Stellung wäre die Kraft auf den Anker null. Diese Stellung ist in der Fig. 2 dargestellt. Es ist erkennbar, daß die Wirklinie der Kraft der Feder etwa mit der Totpunktlinie V zusammenfällt.As soon as the armature is pulled in direction A due to a short-circuit current, the armature pivots the rocker 23 counterclockwise and the torque exerted by the spring on the rocker decreases until the direction of force of the spring 29 is in the dead center position V; in this position the force on the anchor would be zero. This position is shown in FIG. 2. It can be seen that the line of action of the force of the spring coincides approximately with the dead center line V.

Wenn nun die Totpunktlinie überschritten wird, dann wirkt die Feder auf die Wippe mit einem Drehmoment, welches entgegen dem Uhrzeigersinn verläuft, sodaß die Aus schaltbewegung des Ankers zusätzlich durch die Kraft der Feder beschleunigt wird.If the dead center line is now exceeded, the spring acts on the rocker a torque that runs counterclockwise so that the off switching movement of the armature is additionally accelerated by the force of the spring.

Eine Rückstellung des Ankers und damit eine Rückstellung der Wippe und der Feder müssen dann beim Einschaltvorgang vorgenommen werden.A reset of the armature and thus a reset of the rocker and the spring must then be done when switching on.

Claims

1. Electromagnetic actuator, in particular an electromagnetic release for a circuit breaker or the like, with a yoke, a coil, an armature, a core and a cage spring, characterized in that a rocker ( 23 ) which is mounted so as to be stationary relative to the actuator is provided, whose first arm ( 22 ) is coupled to the armature ( 16 ) and on whose second arm ( 24 ) one end of a fetterfe engages ( 29 ), the other end of which is also fixed, and that the rocker ( 23 ) is arranged in this way That the articulation point ( 28 ) of the spring ( 29 ) on the second arm on a dead center line (V) extending through the pivot point and the articulation point pivots during the triggering process, so that the force of the armature ( 16 ) in its rest position development is retained by the spring Triggering process reduced.

2. Actuator according to claim 1, characterized in that the rocker ( 23 ) is rotatably mounted in her knee.

3. Actuator according to claim 2, characterized in that the axis of rotation ( 27 ) of the rocker ( 23 ) is located radially next to the armature.

4. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the articulation point of the tether spring ( 29 ) on the rocker ( 23 ) crosses the dead center line (V), so that the spring also accelerates the armature in the triggering direction.

5. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the rocker ( 23 ) has approximately an L-shape, with the armature ( 16 ) coupled first arm ( 22 ) approximately perpendicular to the central axis of the armature ( 16 ) and their the spring ( 29 ) coupled second arm ( 24 ) run approximately parallel to the central axis of the armature ( 16 ).

6. Actuator according to claim 5, characterized in that the second arm ( 24 ) projects against the direction of force of the restraint spring ( 29 ).

7. Actuator according to claim 6, characterized in that the second arm ( 24 ) projects in the triggering direction of the actuator.

8. Actuator according to claim 6, characterized in that the second arm ent protrudes against the triggering direction of the actuator.

9. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the rocker ( 23 ) is mounted on the yoke ( 12 ).

10. Actuator according to claim 9, characterized in that the spring with ih the other end is also hung on the yoke.