DE3528470A1 - Fehlerstromschutzausloeser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzauslöser gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Fehlerstromauslöser sind bspw. aus der DE-AS 20 29 607, der DE-OS 25 29 221 oder der DE-OS 28 34 036 bekanntgeworden. Bei allen diesen Fehlerstromauslösern wirkt mit dem Klappanker ein Stößelstift zusammen, der annähernd senkrecht zum Klappanker angeordnet ist und über den die Bewegung des Klappankers auf ein Schalt­ schloß übertragen wird. Dabei befindet sich der Klappan­ ker des Fehlerstromauslösers bei Nichtvorhandensein ei­ nes Fehlerstromes in seiner Ruhestellung, in der der Klappanker auf die Polflächen des Magnetjoches durch die Magnetanzugskraft des Permanentmagneten, mit dem ein derartiger Fehlerstromauslöser meistens versehen ist, angezogen wird. Wenn ein Fehlerstrom auftritt, wird die Anzugskraft des Klappankers reduziert bzw. aufgehoben und der Klappanker wird durch eine Feder von den Polflä­ chen oder zumindest von einer Polfläche abgezogen; da­ durch wird der Stößel verschoben und ein Schaltschloß betätigt.

Wenn nach einer Auslösung der Fehlerstromschutzschalter wieder eingeschaltet wird, dann wird mittels eines Schaltknebels das Schaltschloß betätigt und über einen am Schaltschloß angebrachten Betätigungshebel auf den Stößel eingewirkt, der den Klappanker gegen die Kraft der Feder wieder in seine Ruhelage zurückstellt.

Gerade beim Einschaltvorgang wird der Klappanker über den Stößel über einer relativ hohen Biegebeanspruchung unterworfen. Diese Biegebeanspruchung kann dazu führen, daß sich der Klappanker plastisch verformt, so daß die konvexe Seite des Klappankers zu den Polflächen hinge­ richtet ist. Dadurch bilden die mit den Polflächen in Berührung stehenden Enden des Klappankers einen sehr kleinen Winkel mit den Polflächen, wodurch ein Luftspalt entsteht, der die voreingestellte Empfindlichkeit erheb­ lich beeinflußt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fehlerstromauslöser der eingangs genannten Art so weit zu verbessern, daß eine plastische Verbiegung des Klappankers aufgrund des Einwirkens des Stößels bei einer Einschalthandlung im wesentlichen verhindert wird.

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

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Übertragungselement, das dabei so bemessen ist, daß die Auflagepunkte des Übertragungselementes auf den Klappanker in der Nähe der Auflageflächen des Klappan­ kers auf den Polflächen liegen, lenkt die beim Einschal­ ten vom Stößel erzeugte Kraft ab auf diejenigen Bereiche des Klappankers, die in der Nähe der Polflächen liegen. Insbesondere bei U-förmigen Magnetjochen ist der Klap­ panker ein mittig vom Stößel belasteter, an seinen bei­ den Enden aufgelagerter Balken und diese mittige Bela­ stung, die zu einer plastischen Verbiegung des Klappan­ kers führen könnte, wird durch das Übertragungselement vermieden; zwar greift der Stößel am Übertragungselement selbst mittig an; die Kraftwirkung bzw. Krafteinleitung in den Klappanker allerdings erfolgt an zwei Stellen, wodurch eine Durchbiegung des Klappankers vermieden wird.

Anhand der Zeichnung, in der der Stand der Technik sowie zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Klappanker in vergrößerter Darstellung gemäß Stand der Tech­ nik,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf den Auslöser gemäß Fig. 1 mit vergrößerter und übertriebener Dar­ stellung der Polflächen und des Klappankers, der auf den Polflächen aufliegt,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Auslösers mit dem erfindungsgemäßen Übertragungselement und

Fig. 4 u. 5 zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsge­ mäßen Übertragungselementes (Darstellung als ebene Platine).

Ein Magnetauslöser gemäß dem Stand der Technik, wie er bspw. in der DE-OS 20 29 607 beschrieben ist, besitzt ein U-förmiges Magnetjoch 10, der zwei Schenkel 11 und 12 aufweist, dessen freie Enden 13 und 14 als Polflächen ausgebildet sind. Diese beiden Polflächen 13 und 14 wer­ den überdeckt von einem Anker 15, der mittels einer Fe­ der 16, die ortsfest an einem Gehäuseteil 17 oder am Joch 10 angelenkt ist, den Klappanker 15 in Öffnungs­ richtung Pfeilrichtung Ö betätigt. Auf der Oberseite des Klappankers 15 liegt ein Stößel 18 an, dessen Bewegung bei einer Öffnung Ö auf ein Schaltschloß übertragen wird.

Vor Einschalten des Schaltwerkes in Einschaltstellung, beeinflußt durch das Schaltwerk selbst, wirkt der Stößel 18 auf den Klappanker und zwar dergestalt, daß der Klap­ panker aus der strichpunktiert gezeichneten Lage in Pfeilrichtung E wieder in die Fig. 1 gezeichnet Lage bewegt wird. Hierbei wird auf den Klappanker, der dabei ein Balken auf zwei Auflagen darstellt, eine Biegekraft ausgeübt, die zu einer plastischen Verformung des Klap­ pankers 15 führen kann. Man erkennt in Fig. 2 eine der­ artige plastische Verformung. Die Polflächen 13 und 14 bilden dabei mit den Flächen 19 und 20 des Klappankers, die ja im Normalfall und bei richtiger Einjustierung und richtiger Montageplan auf den Polflächen 13 und 14 aufliegen sollen, je einen Winkel Alpha₁ bzw. Alpha₂, die sehr gering sind, die aber bei den magnetischen An­ zugskräften, die bei solchen Fehlerstromauslösern auf den Klappanker wirken, zu einer erheblichen Veränderung dieser magnetischen Anzugskräfte führen können, allein deshalb, weil der Luftspalt, der vorher fast Null war, plötzlich einen gewissen endlichen definierten Wert ein­ nimmt.

Diese Probleme werden durch die erfindungsgemäße Ausfüh­ rung mit dem Übertragungselement vermieden. Hierzu wird bezug genommen auf die Fig. 3:

In der Fig. 3 ist ein sogenannter Sperrmagnetauslöser 30 vorgesehen, der ein Fenster 31 aufweist, in dem eine Spule 32 angeordnet ist. Auf der der Spule 32 gegenüber­ liegenden Seite besitzt der Auslöser eine Lagerungsstel­ le 33 für einen Klappanker 34, der dem Klappanker 15 bei der Magnetankeranordnung gemäß Fig. 1 entspricht. Der Klappanker 34 ist bei 33 gelagert. An dem Klappanker 34 annähernd in seiner Mitte ist eine Fahne 35 abgebogen, an der eine Feder 36 angelenkt ist, die bei 37 ortsfest gelagert ist. Der Magnetauslöser ist dabei in einem Ge­ häuse 38 untergebracht, das etwa dem Gehäuse des Magnet­ auslösers gemäß der DE-AS 20 29 607 entspricht. Die bis jetzt beschriebenen Teile sind für die Erfindung von geringer Bedeutung, was schon daran erkenntlich ist, daß in Fig. 1 bzw. 2 ein anderes Fehlerstromauslösersystem dargestellt. Das Auslösersystem gemäß Fig. 1 ist ein sogenannter Haltemagnetauslöser, wogegen der Auslöser gemäß Fig. 3 ein Sperrmagnetauslöser ist. Man soll hieran erkennen, daß die Art des Auslösers selbst von untergeordneter Bedeutung ist. An dem Joch 30 für den Auslöser sind Polflächen 39 und 40 angeformt, die den Polflächen 13 und 14 entsprechen. An dem Klappanker 34 befinden sich Auflageflächen 41 und 42, die den Auflage­ flächen 19 und 20 entsprechen. Die Fertigung hat so zu erfolgen, daß die Flächen 39/41 und 40/42 ebenso wie die Flächen 13/19 und 20/14 absolut eben aufeinander liegen.

Der Magnetauslöser besitzt ferner einen Stößel 43 der dem Stößel 18 entspricht und der in einer Öffnung (nicht näher dargestellt) im Gehäuse 38 zusätzlich geführt ist.

Zwischen dem Stößel 43 und dem Klappanker 34 befindet sich ein Übertragungselement 44, das - wie aus Fig. 3 ersichtlich ist - gewölpt gebogen ist, so daß es mit zwei Auflagepunkten 45 und 46 auf dem Klappanker auf­ liegt. Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 liegt das Übertragungsglied auf einer Abkröpfung auf. Es kann na­ türlich auch natürlich so auf dem Klappanker aufliegen, wie an der Stelle 45, nämlich einfach mit seiner zum Klappanker hinweisenden Kante.

Bei der Ausgestaltung des Übertragungselementes 44 ist im wesentlichen darauf zu achten, daß die Kräfte, die von dem Stößel 43 auf den Klappanker wirken sollen, mit­ tels des Übertragungselementes 44 im Bereich der Polflä­ chen 39 und 40 bzw. im Bereich der Auflageflächen 41 und 42 auf den Klappanker einwirken. Der Biegeradius des Übertragungselementes 44 ist nur von relativ geringer Bedeutung. Es ist nur dafür zu sorgen, daß bei maximaler Belastung des Klappankers durch den Stößel das Übertra­ gungselement nicht soweit durchgebogen wird, daß es sei­ ne Krümmung vollständig verliert und somit praktisch eine Doppelauflage wird.

Bei der speziellen Ausgestaltung des Auslösers gemäß Fig. 3 kann man sich noch zunutze machen, daß die Fahne 35 das Übertragungselement führen kann.

In Fig. 4 ist eine erste Ausgestaltung eines derartigen Übertragungselementes 44 zu sehen. Es besitzt die Be­ zugsziffer 50 und weist einen schmalen Bereich 51 und einen verbreiterten Bereich 52 auf, der etwa in seiner Mitte eine rechteckförmige Ausnehmung 53 besitzt, die bezüglich ihrer Abmessungen der Fahne 35 entspricht, so daß die Fahne 35 von den Kanten der Ausnehmung 53 mit ausreichendem Spiel, aber trotzdem gut geführt, umgeben ist. Der verbreiterte Bereich besitzt zwei gabelförmige Arme 54 und 55, deren freien Enden 56 und 57 aufeinander zuweisen und einen Spalt zwischen sich bilden; dadurch wird eine Dreipunktauflagerung des Übertragungselementes 51 bewirkt, nämlich eine Auflagerung im Bereich der rechten Kante 58 und eine Auflagerung im Bereich der beiden linken Kanten 59 und 60.

Das Übertragungselement 61 besitzt eine ähnliche Form wie das Übertragungselement 51, mit einem schmalen Be­ reich 62 und einem verbreiterten Bereich 63 wobei im letzteren eine rechteckige Ausnehmung 64 eingebracht ist die der Ausnehmung 53 entspricht. Die Kanten 64 sind dabei in sich geschlossen, so daß eine Gabelform nicht vorhanden ist. Damit aber auch hier eine Dreipunktaufla­ gerung des Übertragungselementes 61 erreicht wird, ist im Bereich der linken Kante, also im verbreiterten Be­ reich, mittig eine Aussparung 65 vorgesehen, wodurch zwei voneinander getrennte Kantenabschnitte 66 und 67 gebildet werden. Damit wird das Übertragungselement 61 sich am Klappanker 44 einerseits mit der Kante 68 und andererseits mit den beiden Kantenabschnitten 66 und 67 abstützen, wodurch auch hier wiederum eine Dreipunktauf­ lagerung bewirkt wird, mit der eine günstige Übertragung der Stößelkraft beim Einschalten auf den Klappanker er­ reicht wird.

Selbstverständlich gibt es noch eine Reihe von Modifi­ zierungen und weiteren Ausgestaltungen eines derartigen Übertragungselementes. Beispielsweise ist bei einer Aus­ gestaltung gemäß Fig. 1 das Übertragungselement so aus­ zubilden, daß es am Klappanker unverschiebbar geführt ist. Dies könnte dadurch erreicht werden, daß am Klap­ panker ebenfalls eine Fahne angeformt ist, wodurch dann das Übertragungselement dort so ausgebildet sein könnte wie in den Fig. 4 oder 5; es besteht auch die Mög­ lichkeit, an dem Übertragungselement dann Fahnen vorzu­ sehen, die den Klappanker hakenförmig umgreifen, wodurch eine optimale Führung des Übertragungselementes bewirkt wird. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, das Über­ tragungselement am Stößel 18 zu führen bzw. festzuhal­ ten, da ja der Stößel 18 selbst wiederum in dem Gehäuse (siehe Fig. 3) geführt ist.

Claims (7)

1. Fehlerstromauslöser mit einem Magnetsystem mit Klappanker (34), dessen Auslösebewegung mittels eines Stößels (43) auf ein Schaltschloß übertragen wird, wobei die Rückstellung des Klappankers (34) unter Zuhilfenahme des Stößels (43) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stößel (43) und Klappanker (34) ein federndes Übertragungselement (44, 50, 61) vorgesehen ist, das mit wenigstens zwei in Abstand zueinanderliegenden Auflage­ punkten auf dem Klappanker (34) aufliegt.

2. Fehlerstromauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (44) im Be­ reich der beiden Polflächen (39, 40) bzw. der Auflage­ flächen (41, 42) des Klappankers (34) auf den beiden Polflächen (39, 40) aufliegt, dergestalt, daß die von dem Stößel (43) auf den Klappanker (34) ausgeübte Kraft mittels des Übertragungselementes (44) in zwei Druck­ kräfte im Bereich der Auflageflächen (41, 42) aufgeteilt ist.

3. Fehlerstromauslöser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (44, 50, 61) gebogen ist und mit seiner konkaven Seite zum Klap­ panker (34) hin gerichtet ist.

4. Fehlerstromauslöser nach einem der vorigen An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungs­ element angenähert dreieckförmig ausgebildet ist, so daß eine Dreipunktauflage des Übertragungselementes (50, 61) auf dem Klappanker erzielt ist.

5. Fehlerstromauslöser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im breiteren Bereich des Übertra­ gungselementes (61) mittig eine Aussparung (65) vorgese­ hen ist und damit zwei Kantenabschnitte (66, 67) gebil­ det sind, mit denen das Übertragungselement (61) an sei­ nem einem Ende auf dem Klappanker (61) aufliegt.

6. Fehlerstromauslöser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (50) gabel­ förmig ausgebildet ist, dergestalt, daß es an einem Ende einen schmalen Bereich und am gegenüberliegenden Ende zwei Gabelzinken aufweist, durch die zwei Auflagekanten (59, 60) gebildet sind.

7. Fehlerstromauslöser nach einem der vorigen An­ sprüche, mit einer Fahne am Klappanker zum Einhängen der Klappankerfeder, dadurch gekennzeichnet, daß das Über­ tragungselement eine Öffnung (53, 64) aufweist, durch die die Fahne (35) hindurchgreift und so das Übertra­ gungselement (50, 61; 44) am Klappanker führt.