DE2000138A1

DE2000138A1 - Ausloeser fuer Fehlerstrom-Schutzschalter

Info

Publication number: DE2000138A1
Application number: DE19702000138
Authority: DE
Inventors: Horst Harings
Original assignee: Felten & Guilleaume Schaltanl; Felten & Guilleaume Schaltanlagen GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1970-01-02
Filing date: 1970-01-02
Publication date: 1971-07-15
Also published as: AT314645B; NL156536B; JPS5137433B1; ES383950A1; BE759996A; LU61823A1; NL7018552A; FR2075891A1; CH528815A; CA925550A; ZA708651B; FR2075891B1; GB1295150A; DE2000138B2; US3668577A

Description

Anmelderin: Feiten & Guilleaume Schaltanlagen GmbH 415 Krefeld Am Keuerhof

Fl 3645 Köln-Mülheim, den 30. Dezember 1969

Dr.H/Wz

Auslöser für Fehlerstromschutzschalter

Die Erfindung betrifft eine Auslösema_;snetanordnung, kurz Ausloser genannt, für einen Fehlerstrom-Schutzschalter.

Fehlerstrom-Schutzschalter dienen· zürn Schutz von Starkstromanla^en

für Leben und Sachv/erte gefährliche Störungen, beisplelsweise durch Erschlüsse oder Berührung spannungführender Teile. Ihre Wirkung und ihr grundsätzlicher Aufbau ist bekannt, beispielsweise durch die Veröffentlichung in VDI-Zeitung 111 (I969), Heft 15, S. IO8I-IO87, Günter G. Seip: "Allsemeiner Überblick über die Bestimmungen für das Errichten von Starkstromanla.;;en mit Nennspannun;en bio 1000 V, VDE αΐί·0/12.ο5^η. Ihre Wirksamkeit wird wesentlich bestimmt durch den Auslöser für den ei^entlicuen Schalter. Dieser besteht aus einer Elektromagnetanordnung, deren Wicklung im Sekundärkreis des Sunimenstromwandlers lie^t und bei einer bestimmten Ansprechstromstärke die Entaperruntf des im eingeschal-

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teten Zustand gespannten Antriebsmechanismus de3 Schalters auslöst, so daß der AusschaltVorgang eintritt. Derartige Auslöser sollen rrö^llchiit empfindlich seLn, damit sie schon bei kleinen Fehlerströmen ansprechen. Sie müssen, da die Pehlerstrom-Schutzschalter handliche, robuste Geräte sein sollen, die an jeder StelLe der Anlage eingebaut werden können, möglichst erschUtterunrssunemprindlich sein.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse beispielsweise Magnetanordnungen zu benutzen, bei denen auf zwei aus dem gleichen Grundkörper herausgestanzten Polschuhen zwei Wicklungen aus isoliertem Leiterdraht angebracht sind, die mit der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers des Pehlerstrom-Schutzschaltera verbunden sind. Ein Permanentmagnet befindet sich brückenartig auf dem Teil des Jrundkörpers, der zwischen den Polschuhen liegt. Dieser Teil des jrundkörpers wirkt daher als magnetischer Nebenschluß zu dem die Polschuhe einschließenden magnetischen Hauptkreis. Durch entsprechende Bemessung der magnetisch wirksamen Querschnitte dieses Nebenschlusses kann der durch den Permanentmagneten erzeugte Fluß so eingestellt werden, daß er einerseits groß genug ist, um eine ausreichende Haftung des von den Polschuhen angezogenen Ankers zu gewährleisten, andererseits klein genui, um eine genügend große AnsprechempfindLichkeit sicherzustellen. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der französischen Patentschrift 7'8 tßu und dem dazugehörigen Hauptpatent 1 2ö5 883 beschrieben. In einer ähnlichen, in der französischen Patentschrift 1 242 875 beschriebenen Anordnung ist der Gedanke ausgesprochen, durch Schwenken der hord-SUd-Achse des Permanentmagneten gegenüber der Achse des magnetischen Hauptkreises eine weitere Regelmöglichkeit für die Ansprechempfindlichkeit eines solchen Auslcaers zu schaffen.

Dabei ist es bei diesen bekannten Anordnungen allerdings notwendig, die auf den Anker ausgeübte Halteieraft verhältnismäßig groß und damit die Ansprechempfindlichkeit entsprechend niedrig zu halten,

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da der zweipolige, über beide Polschuhe greifende Anker eine verhältnioiväSig .^ro.ie Masse besitzt und dadurch entsprechend erschütterun ^empfindlich ist.

In dem Bestreben, die Ankermasse zu verkleinern und damit die ErschUtter-.n^ueffii-i'lndlichkeit herab- und die Ansprechempfindlichkeit heraufzusetzen, sind daher auch schon Anordnungen mit nur einer Spule vorgeschlagen worden. So beschreibt die DOS 1 I9?¹ 695* 21c, 68/01 eine konzentrische Anordnung mit einer einzigen Auslösespule und einem Tauehankermahneten. Aber auch bei dieser Anordnung hat der Anker eine verhältnismäßig große Masse, da er als ganzes bewegt werden muß. Auch wird die Empfindlichkeit bei der konzentrisehen Anordnung durch eine unvermeidlich höhere Reibung herabgesetzt, die der- Anker bei der Bewegung in seiner Führung im konzentrischen Luftspalt überwinden muß.

In der gleichen DOS 1 197 695 wird die Schwierigkeit erwähnt, daß ein Permanentmagnet durch den von der Auslösespule erzeugten Fluß, der dem von ih'..; selbst erzeugten Fluß entgegenwirkt, auf die Dauer entmagnetisiert werden könnte. Daher ist in dem beschriebenen Auslöser überhaupt kein Permanentmagnet vorgesehen. Die Rückstellkraft wird allein durch eine Feder aufgebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem Auslöser für λ Fehlerütrom-Scnutzschalter die einander widersprechenden Forderungen nach hoher Ansprechempfindlichkeit und geringer Erschütterungsempfindlichkeit gleichzeitig besser zu erfüllen, als dies bei den bisher bekannten Ausführungen der Fall ist. Gleichzeitig soll die Ansprechstromstärke stetig und fein regelbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in folgender Weise gelöst:

Die Ansprechstromstärke des Auslösers wird grob durch die Bemessung (der Drahtstärke und Windungszahl einer einzigen, auf eiaei.1 vorderen Polschuh sitzenden Auslösespule,) durch die kon-

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struktive Bemessung der Querschnitte eines aus einem Grundkörper, zwei Polschuhen und einem Anker bestehenden magnetischen Kreises und zweier RUckhol- und Schaltfedern, fein durch Schwenken der Nord-SUd-Achee eines in den hinteren Polschuh eingesetzten Permanentmagneten eingestellt. Der Anker überträgt seine Bewegung auf die Auslöseklinke in der Weise, daß die in seiner Auflagefläche wirksame Haltekraft durch eine einarmige Hebelanordnung, die bei dem nach Erreichen der Ansprechstromstärke erfolgenden Abfallen auf die Auslöseklinke wirkende Rückstellkraft zweier Federn durch eine zweiarmige Hebelanordnung heraufübersetzt wird. Infolgedessen hat der den magnetischen Schluß bewirkende Teil des Ankers nur eine geringe Massenträgheit.

Der Magnetkreis des Auslösers besteht nach der weiteren Ausgestaltung der Erfindung aus Teilen eines Grundkörpers, aus einem aus diesem Grundkörper gestanzten vorderen Polschuh und einem ebenfalls aus dem Grundkörper gestanzten hinteren Polsohuh sowie aus einem Anker. Dieser liegt im angezogenen Zustand in einer vorderen Auflagefläche auf dem vorderen Polschuh auf. In einer etwa durch die vordere Unterkante einer Ausnehmung gehenden Linie ist er auf einer entsprechenden Linie des hinteren Polschuhes wiegenartig drehbar.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung besitzt der Anker auf dem vorderen Polschuh eine kleine, auf dem hinteren Polschuh eine große Auflagefläche. Weiterhin hat der vordere Teil des Ankers bis zur wiegenartigen Auflage etwa das gleiche Gewicht wie der hinter« Teil von dieser Auflage bis zu seiner Hinterkante.

Die Haltekraft für den Magneten in seiner Auflagefläche auf dem vorderen Polschuh wird bestimmt durch den Magnetfluß, der einer seits durch den Pehlerstrom erzeugt wird, der duroh eine den vor deren Polschuh umschließende, an die Sekund&repule des Suiranen- atromwandlers des Fehlerstrom-Sohutzschaltere angeeohlossene '

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Spulenwicklung fließt. Andererseits wird diese Haltekraft bestimmt durch den Magnetfluß, der, in seiner Größe einstellbar, durch einen in den hinteren Polschuh eingelassenen Permanentmagneten erzeugt wird.. Die Nortd-SÜd-Achse dieses Magneten kann mittels eines Hebels gegen die Vertikalachse des hinteren Polschuhes verschwenkt werden.

In fernerer Ausgestaltung der Erfindung wird die Rückstellkraft des Ankers bewirkt durch die Federkraft einer Schraubenfeder. Das obere Ende dieser Schraubenfeder ist in einer Ausnehmung am hinteren Ende des Ankers eingehängt. Ihr unteres Ende ist ortsfest befestigt. Eine Blattfeder legt den Anker in seiner Lage zu den Polschuhen beweglich fest.

Der Anker überträgt seine Bewegung mittels einer Mitnahmeachse auf eine, in am Anker und am örundkörper angebrachten Führungen gleitende Auslösestange, Damit überträgt er sie auf die am Ende dieser Auslösestange sitzende, den Fehlerstromschalter auslösende Auslöseklinke. Beim Anzug und beim Halten des Ankers wird die an der Auflagefläche auf dem vorderen Polschuh ausgeübte, aus der Anzugsund Haltekraft im Magnetkreis einerseits, aus der ihr entgegenwirkenden Rückstellkraft der Federn andererseits resultierende Kraft im Verhältnis des langen Hebelarms von der Auflagefläche auf dem vorderen Polschuh bis zur Auflagelinie auf dem hinteren Polschuh zu dem kurzen Hebelarm von der Mitnahmeachse bis zur Auflagelinie auf dem hinteren Polschuh heraufübersetzt. Beim Abfallen des Ankers wird die Rückstellkraft der Feder im Verhältnis des langen Hebelarms vom hinteren Teil des Ankers bis zur Auflagelinie auf dem hinteren Polschuh zu dem kurzen Hebelarm von der Mitnahmeaohse bis zur Auflagelinie auf dem hinteren Polaohuh heraufübersetzt.

Nach einer anderen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird durch entsprechendes Anbringen der Zugfeaer/fiä^reln^s?>estiniintea Maß über das Niveau der Auflagelinie des Ankers verlegt. Der Angriffspunkt der Schraubenfeder beschreibt beim Abfallen des Ankers einen

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Kreisbogen. Der für den Angriff der Federkraft wirksame Hebelarm entspricht der Projektion dieses Kreisbogens auf die Horizontale. Die Kraft der Feder nimmt entsprechend ihrer elastischen Federxeniill lie beim Abfall des Ankers ab. Der zusätzliche Erfindungsgedanke beisteht darin, daß der Angr. .Yapunkt der Feder so gelegt wird, daß der Hebelarm, In dem er gemäß der Horizontalprojektion seines fceges angreift, im Verlaufe des Abfallvorganges um so viel größe ν wird, daß dieses Absinken der Federkraft ausgeglichen oder sogar Überschritten werden kann.

Der Permanentmagnet besteht nach einem weiteren Erfindungsgedanken aus einem Sintermetall so hoher Koerzitivkraft, daß seine Magnetwirkung nicht duroh den Qegenfluß geschwächt wird, der von dem die Spulenwioklung fließenden Strom erzeugt wird.

Als weiteres Merkmal der Erfindung trägt der Orundkörper schienenartige Verlängerungen, auf denen Isolierkörper mit Bohrungen Sitzen, die zum Einbauen des Auslösers In den Fehlerstrom-Schutzsohalter dienen.

In einer anderen Ausgestaltung des Orundkörpers besteht dieser aus einem U-förmigen Teil, das im SpritzgußVorgang in einen vorzugsweise thermoplastischen Werkstoffsookel eingebettet wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß dank der besonderen Gestaltung des Magnetkreises eine Abstimmung auf sehr hohe Anspreohempflndllohkelt erreicht werden kann. In einem eolohen Falle ist es notwendig, daß man den Magnetkreis zusätzlich fein einstellen kann. Dies geschieht duroh Schwenken des Permanentmagneten im hinteren Polsohuh. Die schwenkbare Anordnung des Permanentmagneten ihrerseits wird dadurch ermöglicht, daß er aus einem Material von so hoher Koerzitivkraft besteht, daß er einerseits genügend kleine A ben« sung en bekommt und daß andererseits auf Ihn keine sohädllohe Rückwirkung duroh den von dem

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Spulenstrom ausgelösten magnetischen Gegenfluß ausgeübt wird. Die Verstärkung der Wirkung der Anzugs- und Haltekraft am vorderen Teil des Ankers auf die Auslöseklinke durch Hebelwirkung ermöglicht es, diesen vorderen Teil, der die größte Bewegung ausführt und damit der größten Beschleunigung unterliegt, in seiner Masse so klein zu halten, daß er besonders unempfindlich gegen Erschütterungen wird. Trotzdem gewährleistet die Verstärkung der Wirkung der Rückstellkraft der Feder durch"eine zweite Hebelanordnung eine ausreichende Kraftwirkung auf die Auslöseklinke.

Das Gewicht des vom vorderen Polschuh angezogenen Teils des Ankers ä ist durch das Gewicht seines hinteren Teiles ausgeglichen. Dadurch wird die Ansprechempfindlichkeit weiter gesteigert. Die vordere Auflagefläche des Ankers ist klein, so daß sie mit Sicherheit planparallel aufliegt und die Anzugskraft zur vollen Wirkung kommt. Für die ErschUtterungsunempfindlichkeit des Auslösers ist wesentlich, daß der einmal angezogene Anker fest in dieser Stellung gehalten wird. Wenn zwei plane Stahlflächen hoher Oberflächengüte aneinandergedrückt werden, so wird zwischen diesen Flächen die Luft weitgehend verdrängt. Entsprechend ist der Luftdruck hier niedriger als der Atmosphärendruck. Nimmt man angenähert an, daß die Luft in der Anlagefläche völlig verdrängt ist, so entspricht die Haltekraft, die zusätzlich zu den magnetischen Kräften und ihren durch die Federn bewirkten Gegenkräften auf den Anker ausge- * übt wird, dem Produkt der Auflagefläche mit dem atmosphärischen Luftdruck. Voraussetzung ist das möglichst völlige Aufliegen der beiden Flächen aufeinander. Dieses wird um so besser gewährleistet, Je kleiner die Auflagefläche des Ankers auf dem Polschuh ist. Auch die hohe erforderliche Oberflächengüte ist um so besser zu gewährleisten, Je kleiner diese Auflagefläche ist. Dieser zusäcsl.'.ohe Halteeffekt für den Anker ist der gleiche, der eintritt, wenn sogenannte Endmaße, die ebenfalls sehr genau plane Flächen und polierte Oberflächen besitzen, aneinandergedrUckt werden. ("Endmaß-Effekt"). Beim Abfallen des Ankere 1st es erwünscht, daß die durch den Endmaßeffekt bewirkte Haltekraft nicht zu groß 1st, da die Gegenkraft

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von der Auslösefeder aufgebracht werden muß. Je stärker aber die Federkraft gemacht werden muß, um so größer muß die Anzugskraft sein, die durch den die Spule durchfließenden Fehlerstrom erzeugt wird, d.h. um so unempfindlicher wird der Auslöser. Daduroh, daß die Auflagefläche auf dem vorderen Polschuh klein gehalten 1st, wird die Empfindlichkeit gesteigert. Daher stellt auch die erfindungsgemäße Dimensionierung der Auflagefläche des Ankers die optimale Kombination von ErschUtterungsunempfindllchkeit und Ansprechempfindlichkeit dar.

Auf diese Weise besitzt der Gegenstand der Erfindung die erstrebte Kombination von größter Ansprechempfindlichkeit mit großer ErschUtterungsunempfindlichkeit.

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.

FI3. 1 Der Auslöser mit angezogenem Anker in rechtwinkliger

Projektion. Pig. 2 Der Auslöser mit abgefallenem Anker in rechtwinkliger

Projektion.

Fig. 3 Der Auslöer in perspektivischer Darstellung. Fig. 4 Die Teile des Magnetkreises des Auslösers in perspekti vischer Darstellung.

2. ist der Orundkörper des Auslösers. Er besteht aus Weichelsen hoher Permeabilität und niedriger Koerzitivkraft. Aus ihm sind die beiden Polsohuhe 2 und 2 herausgestanzt. Der vordere Polschuh 2 trägt die Auslösespule 4. In einer Bohrung des hinteren Polschuhes 2 ^ist <*^er Permanentmagnet 5 drehbar befestige. Auf diesem ist ein aus nlchtmagnetischem Material hergestellter Hebel 6 befestigt. Der Permanentmagnet 5 besteht aus einem Material hoher Koerzitivkraft, vorzugsweise aus einem Sinterwerkstoff. Er ist so magnetisiert, daß seine Pole Nord und SUd in der Richtung einer Querachse, nämlich der Längsachse des Hebels 6 liegen. Der magnetische Kreis

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wird geschlossen durch den ebenfalls aus weichmagnetischem Material bestehenden Anker 7. Der Anker J liegt im angezogenen Zustand mit seiner vorderen Auflagefläche 8 auf den Gegenflächen des Polschuhes 2 auf. Im hinteren, verbreiterten Teil des Ankers 7 ist ein Fenster 9 angebracht. Der ganze Anker ist in einer Linie A-A abgeknickt. Diese Linie fällt mit der vorderen ünterkante des Fensters 9 zusammen. Der durch die Knickung in der Linie A-A gebildete Rücken lie.;·: xn der Linie B-B auf dem hinteren Polschuh jj auf. Da das Fenster 9 breiter ist als der Polschuh 3, ist der Anker daher in dieser Linie nach Art einer Wiege drehbar« An der Unterseite des Ankers 7 ist die Blattfeder 10 befestigt. Diese liegt mit ihrem g anderen Ende auf der Spule 4 auf und ist auch hier befestigt. Der Anker J_ ist dadurch in seiner um die Linie A*A drehbaren Lage festgelegt.

Am hinteren Ende des Ankers 7 ist eine Ausnehmung 11 vorgesehen, in die das Ende der Schraubenfeder 12 eingehängt ist. Das andere Ende der Schraubenfeder 12 ist an einer Traverse 12 befestigt, die auf die hinteren Arme des Grundkörpers I^ montiert ist. Die Schraubenfeder 12 versucht daher, durch Kippen des Ankers £ um die Linie A-A, den magnetischen Kreis an der vorderen Auflagefläche 8 des Ankers aufzutrennen.

Etwa in seiner Mitte hat der Anker 7 eine schlitzförmige Ausnehmung 14, die mit nicht magnetischem Material ausgekleidet ist. In dem ausgekleideten Schlitz 14 ist die Auslösestange 15 mit Spiel beweglich. Unterhalb des Ankers ist hier eine Achse 16 befestigt. Sie führt mit Spiel durch eine Bohrung der Ausiösestange 15* Die Auslösestange 15 wird daher von dem Anker £ sowohl in seiner Aufwärts- wie In seiner Abwärtsbewegung mitgenommen. Dia Auslösestanjse 15 Ist dabei in einer Bohrung 17 des Grundkörp©i.'⁴s j. so geführt, daß diese Bewegung sich im wesentlichen in der Längsachse der .Auslösestange 15 auf die an ihrem Ende befindliche eigentliche

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Auslöseklinke 18 überträgt. Auf den vorderen und hinteren Armen des Orundkörpers befinden sich di■■> Isolierstoffkörper 19 und 20 mit den Bohrungen 21 und 22 zur Befestigung des Auslösers im Schutzschalter.

Aus den Figuren ist die Wirkungsweise des Auslösers ersichtlich. Der Permanentmagnet 5 hat eine Koerzitivkraft H. Beträgt seine wirksame Länge 1 und bezeichnet man den Winkel seiner Nord-SUd-Aohse zur Senkrechten mit<p, so hat er eine in Richtung der Achse des Poischuhes 3 wirksame innere Durchflutung 0, = H cos<el. Sie hat die gleiche Wirkung, als ob der Magnet durch einen entsprechenden Weicheisenkörper ersetzt würde, der eine Spulenwicklung trägt, durch die ein Strom geschickt wird, der die gleiche Durchflutung erzeugt. Durch Schwenken des Hebels 6, der so angeordnet ist, daß in seiner Endstellung die Nord-SUd-Achse des Magneten mit der Vertikalachse des Polsohuhes 3 zusammenfällt, wird der Winkel© und damit die wirksame innere Durohflutung ®,des Permanentmagneten geändert. Das wirkt sich genauso aus, als ob in der gedaohten Spule der Strom verändert würde.

Auf dem vorderen Polschuh 2 sitzt die Spule 4. Sie ist mit der Sekundärwicklung des Summonstromwandlers des Fehlerstrom-Schutzsohalters verbunden. Dieser erzeugt entsprechend der Windungszahl der Spule eine Durohflutung ©>♦ Die beiden Durchflutungen Θ,

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und(^erzeugen im ganzen Magnetkreis einen Fluß φ , dessen Größe durch die magnetischen Widerstände der Einzelquerschnitte - der einzelnen Abschnitte des Magnetkreises von der Einzellänge Ji, dem Einzelquerschnitt q und der PermeabiIität^A abhängt. Diesem Pluß entspricht die Haltekraft für den Anker £, die in der Auflagefläche 8 ausgeübt wird. Bei einer bestimmten Stärke und Richtung des Stromes in der Spule 4 wird diese Haltekraft so geschwächt, daß der Anker J. unter der Wirkung der Blattfeder 10 und der Schraubenfeder 12 abkippt und dadurch die Auslösestange 15 nach oben zieht. Die Auslöseklinke 18 gibt damit die Sperrung des Schutzsohalters frei, so daß dieser das zu sohücaende System absohaltet.

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Die Empfindlichkeit des Auslösers, also die Stromstärke des die Spule 4 durchfließenden Stromes, bei der er anspricht, wird demnach grob bestimmt durch die konstruktive Gestaltung des vom Fluß durchflossenen magnetischen Kreises, bestehend aus Grundkörper _1, Polschuhen 2, 3, Ankeraufladefläche bei A-A und Ankerhaftfläche 8, weiterhin durch die Federkraft der Blattfeder 10 und der Schraubenfeder 12. Die Feineinstellung erfolgt durch Schwenken des Permanentmagneten 5 mit dem Hebel 6.

Die bei 8 angreifende Haltekraft des Ankers χ wirkt der Federkraft der Federn 10 und 12 über eine solche Hebelübersetzung entgegen, \ daß sie relativ klein sein kann. Dadurch ist es einerseits möglich, mit nur einer einzigen Spule und einem entsprechend kleinen Permanentmagneten die zur Erzeugung des notwendigen magnetischen Flusses erforderliche Durchblutung zu erzeugen. Andererseits wird dadurch die Erschütterungsunempfindlichkeit des Auslösers gesteigert. Zu dieser trägt weiterhin die sehr feste und sichere Halterung des Ankers durch die breite Blattfeder 10 bei. Dadurch, daß der Permanentmagnet 5 aus Sintermaterial besonders hoher Koerzitivkraft hergestellt ist, wird er auch bei häufiger Auslösung duroh den von der Spule erzeugten Gegenfluß nicht geschwächt. Duroh folgende Einzelheiten der Dimensionierung des Ankers χ wird die Empfindlichkeit des Auslösers weiter erhöht. a

Der Anker χ ist so gestaltet, daß das Gewicht seiner beiden Teile vor und hinter der Auflage A-A möglichst gleich ist. Das bedeutet, daß das Gewicht des vom vorderen Polschuh 2 angezogenen Teiles durch das Gewicht des hinteren Teiles kompensiert ist. Dadurch vermindert sich abermals die notwendige Anzugskraft in der vorderen Auflagefläche 8.

Bei ausgewogenem Gewicht der beiden Teile des Ankers entstehen bei mechanischer Erschütterung des Auslösers keine Massenkräfte« die einseitig auf den vorderen oder auf den hinteren Teil des Ankers wirken und sein Arbeiten bejinflu^en^könnten. Der Gewichtsausgleich erhöht daher die ErsöhUfcterunisuniimpfindiichkeit.

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Dadurch, daß die vordere Auflagefläche 8 des Ankers £ sehr klein gehalten ist, wird sichergestellt, daß sie sich bein Anziehen planparallel auf den vorderen Polschuh 2 auflegt. Hierdurch tritt der sogenannte Endmaß-Effekt ein, der ein sicheres Verbleiben des Ankers in seiner angezogenen Stellung auch bei Erschütterungen gewährleistet. Weiterhin besitzt der vordere, bein Anziehen und Abfallen an meisten beschleunigte Teil des Ankers dadurch eine besonders geringe Trägheit. Schließlich wird erreicht, daß auch der beim Anziehen und Abfallen des Ankers zu überwindende. Luftwiderstand klein gehalten wird.

Daduroh, daß die Auflage des Ankers 7 in der Linie A-A auf dem hinteren Polsohuh 3 sehr breit ist, wird erreicht, daß der magnetische Widerstand in diesem Teil des magnetischen Kreises sehr niedrig ist. Der resultierende magnetische Fluß, der von der durch den Permanentmagneten erzeugten Durchflutung und der vom Fehlerstrom in der Spule erzeugten Durchflutung bewirkt wird, ist um so hoher, Je niedriger der magnetische Widerstand des gesamten magnetischen Kreises ist.

Die auf den Anker ausgeübte Kraft hängt von der Größe dieses resultierenden magnetischen Flusses ab. Auch sie 1st daher um so größer, je geringer der magnetische Widerstand des Kreises 1st. Hinzu kommt, daß der magnetische Widerstand gerade an dieser Lagerstelle stark von der Bearbeitungsgenauigkeit der aufelnanderllegenden Flächen abhängt. Je kleiner der Anteil des magnetischen Widerstandes dieser Lagerstelle daher am magnetischen Widerstand des gesamten magnetischen Kreises 1st, um so weniger fällt die Auewirkung der durch die fertigungstechnisch begrenzte Bearbeitungegenauigkeit bedingten, nicht ganzu zu vermeldenden Schwankungen desselben auf die Anzugskraft des Magneten aus.

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Claims

Pl 3845 30. Dezember 1969 - ·» Ansprüche:

1.!Auslöser für einen Fehlerstromschutzschalter, dadurch gekennzeichnet, daß seine Ansprechstromstärlce grob durch die Bemessung der Drahtstärke und Windungszahl einer einzigen, auf einem vorderen Polschuh (2) sitzenden Auslösespule (4),/durch die konstruktive Bemessung der Querschnitte eines aus einem Orundkörper (1), zwei Polschuhen (2, 3) und einem Anker (£) bestehenden magnetischen Kreises und einer Auslöser- und einer Haltefederj(10, 12), fein durch Schwenken der Nord-SUd-Achse eines in den hinteren Polschuh (3) eingesetzten Permanentmagneten (5)eingestellt wird und daß'der, Anker (J) seine Bewegung in der Weise auf die Auslösekllnke (15) überträgt, daß die in seiner Auflagefläche (θ) wirksame Haltekraft durch eine einarmige Hebelanordnung, die bei dem bei Erreichen der Ansprechstromstärke erfolgenden Abfallen auf den Auslöser wirkende Rückstellkraft der Feder (10) durch eine zweiarmige Hebelanordnung heraufgesetzt wird Iundfdaß der den magnetischen Schluß bewirkende Teil des Ankers eine geringe Massenträgheit hat.^

2. Auslöser für einen Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Magnetkreis besitzt, der aus Teilen eines Grundkörpers (l)_t aus einem aus diesem Grundkörper (1) gestanzten vorderen Polschuh (2) und einem ebenfalls aus dem Grundkörper Q.) gestanzten hinteren Polschuh (3) sowie aus einem Anker (£) besteht, der im angezogenen Zustand in einer vorderen Auflagefläche (8) auf dem vorderen Polschuh (2) aufliegt und in einer etwa durch die vordere Unterkante einer Ausnehmung (9) gehenden Linie A-A auf einer Linie B-B des hinteren Polschuhes (3) wiegenartig drehbar ist.

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3. Auslöser für einen Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (7.) auf dem vorderen Polschuh (2) eine kleine, auf dem hinteren Polschuh (3) eine große Auflagefläche besitzt.

4. Auslöser für einen Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil des Ankers (χ) zwischen der Vorderkante der Auflagefläche (8) und der Auflagefläche A-A etwa das gleiche Gewicht hat wie der hintere Teil von der Auflage A-A bis zu seiner Hinterkante.

5. Auslöser für einen Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekraft für den Magneten (7) in seiner Auflagefläche (δ) auf dem vorderen Polschuh (2) bestimmt wird durch den Magnetfluß, der einerseits 4uroh den Fehlerstrom erzeugt wird, welcher durch die den vorderen Polschuh (2) umschließende, an die Sekundärwicklung des Summenstromwandlers des Fehlerstrom-Schutzschalters angeschlossene Spulenwicklung (4) fließt und der andererseits, in seiner Größe einstellbar, erzeugt wird durch einen in den hinteren Polschuh (3) eingelassenen Permanentmagneten (5), dessen Nord-SUd-Achse mittels eines Hebels (6) gegen die Vertikalachse des hinteren Polschuhes (3) verschwenkbar ist.

6. Auslöser für einen Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft des Ankers (£) bewirkt wird durch die Federkraft einer Schraubenfeder (12), deren oberes Ende in einer Ausnehmung (11) am hinteren Ende des Ankere (£) eingehängt und deren ν·.;./..'3S Ende ortsfest befestigt 1st.

7. Auslöser für einen Fehlerstrom-Schutzschalter naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (£) durch eine Blattfeder (10) in «einer Lage in den Polschuhen (2, 3) beweglioh festgelegt wird, die am hinteren Teil des Ankere (£) einerseits und an ihrem vorderen Ende ortsfest befestigt let.

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8. Auslöser für einen Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 7* dad urch gekennzeichnet, daß der Anker (£) seine Bewegung mittels einer Mitnahmeachse (16) auf die in Führungen (14, 17) gleitende Auslöserstange (15) und damit auf die am Ende dieser Auslöserstange sitzende, den Fehlerstromschalter auslösende Auslöseklinke (l8) in der Weise überträgt, daß beim Anzug und beim Halten die an der Auflagerfläche (8) ausgeübte, aus der Anzugs- und Haltekraft im Magnetkreis einerseits, aus der ihr entgegenwirkenden Rückstellkraft der Federn andererseits resultierende Kraft im Verhältnis des langen Hebelärmes von der Auflagefläche (8) bis zur Auflage A-A zu A dem kurzen Hebelarm von der Achse (16) bis zur Auflage A-A heraufübersetzt wird, während beim Abfallen die Rückstellkraft der Feder (10) im Verhältnis des langen Hebelarmes vom hinteren Teil (11) des Ankers (χ) bis zur Auflage A-A zu dem kurzen Hebelarm von der Mitnahmeachse (16) bis zur Auflage A-A heraufübersetzt wird.

9.Auslöser für Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt (11) der Feder (12) so hoch über die Auflage in A-A verlegt wird, daß sich bei der Drehbewegung des Ankers beim Abfallen der Hebelarm zwischen der Auflage A-A und dem Angriffspunkt (11) so vergrößert, daß er die beim Anziehen der Feder (12) gemäß ihrer Federkennlinie kleiner werdende Federkraft ausgleicht.

10. Auslöser für einen Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (5) aus einem Sintermaterial so hoher Koerzitivkraft besteht, daß seine Magnetwirkung durch den von dem die Spule (4) durchfließenden Strom erzeugten Gegenfluß nicht geschwächt wird.

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11. Auslöser für einen Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (I) schienenartige Verlängerungen trägt, auf denen Isolierkörper (19, 20) mit Bohrungen (21, 22) befestigt sind, die zum Einbau des Auslösers in den Fehlerstromschutzschalter dienen.

12. Auslöser für einen Fehlerstrom-Schutzschalter nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (I) aus einem durch einen einfachen Biegevorgang gewonnenen U-förmigen Teil besteht, der in einem Gehäuse gehalten wird, wobei dieses Gehäuse vorzugsweise aus einem Thermoplasten besteht, in den die U-fÖnnigen Polschuhe im Spritzgußverfahren eingebettet werden.

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