DE4017743A1 - Elektromagnetischer schnellausloeser fuer elektrische schaltgeraete, insbesondere fuer hochleistungskontakte von niederspannungsschaltgeraeten - Google Patents
Elektromagnetischer schnellausloeser fuer elektrische schaltgeraete, insbesondere fuer hochleistungskontakte von niederspannungsschaltgeraetenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Schnellaus
löser für elektrische Schaltgeräte nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1, der insbesondere für Hochleistungskontakte von
Niederspannungsschaltgeräten geeignet ist.
Bei elektrischen Schaltgeräten, wie mit Hochleistungskontak
ten ausgestatteten Niederspannungsschaltgeräten, besteht im
Kurzschlußfalle die Gefahr, daß die Kontakte verschweißen.
Dem kann durch einen elektromagnetischen Schnellauslöser be
gegnet werden, der die Öffnungsgeschwindigkeit des bewegli
chen Kontaktes im Kurzschlußfalle erhöht. Bei Strömen, die
unter der Ansprechschwelle des Schnellauslösers liegen, muß
eine ausreichende Kontaktkraft die Kontakte geschlossen
halten.
Ein derartiger bekannter Schnellauslöser mit einem Auslöse
magneten für einen Leistungsschalter (EP 03 05 321 A1)
weist einen Anker sowie eine Betätigungsstange und einen
Dauermagneten zum Festhalten des Ankers in einer Ruhestellung
auf. Durch eine Hauptwicklung kann das Magnetfeld des Dauer
magneten vorübergehend derart beeinflußt werden, daß der An
ker in eine Auslösestellung überführbar ist. Um ein uner
wünschtes Abreißen des Ankers von dem Dauermagneten aufgrund
eines magnetischen Fremdfeldes zu vermeiden, ist bei diesem
bekannten Auslösemagneten der Hauptwicklung einer Auslöser
spule radial benachbart eine Hilfswicklung zugeordnet, die
im Sinne einer Verstärkung der Wirkung des Magnetfeldes des
Dauermagneten auf den Anker gespeist werden kann.
Für die Beeinflussung des Dauermagneten ist die Stromfluß
richtung zu beachten, was insbesondere bei Wechselstromanwen
dung eine zusätzliche Steuereinrichtung mit Energieversorgung
erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromagne
tischen Schnellauslöser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1
so auszubilden, daß dieser schon bei Überlastströmen, die
unterhalb der Grenze für eine selbständige Kontaktabhebung
liegen, den Kontakt sicher öffnet, wobei auch vermieden
werden soll, daß bei einem Strom, der gerade die Auslöse
grenze erreicht, die Kontaktkraft nur vermindert wird oder
der Kontakt nur leicht abhebt und wieder schließt, da dies
leicht zum Verschweißen der Kontakte führen kann. Außerdem
soll der Schnellauslöser unabhängig von der Stromrichtung
ohne zusätzliche Steuereinrichtung arbeiten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kennzeichnungs
teil des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2
bis 11 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
gekennzeichnet sind.
Der erfindungsgemäße Schnellauslöser hat den Vorteil, daß er
in einfacher Weise ohne konstruktive Änderungen auch in Ver
bindung mit anderen elektrischen Hochleistungskontakten ein
gesetzt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Schnellauslöser wird im eingeschal
teten Zustand der ferromagnetische Teil eines Auslöseelemen
tes gegen die Kraft einer Speicherfeder, die eine Zug- oder
Druckfeder sein kann und an dem Auslöseelement angreift, von
dem Dauermagneten gehalten.
Im Kurzschlußfall wird mit Hilfe der das Auslöseelement umge
benden elektrischen Auslöserspule und eines Eisenrückschlus
ses von dem über die Auslöserspule fließenden Kurzschlußstrom
eine Zugkraft auf das Auslöseelement ausgeübt, die sich zur
Federkraft der Speicherfeder des Schnellauslösers addiert. So
bald die Summe dieser Kräfte die Haltekraft des Dauermagneten
überschreitet, löst sich das Auslöseelement vom Dauermagneten
und öffnet nach kurzem Leerweg die Kontakte des mit dem
Schnellauslöser verbundenen Schaltgerätes. Gleichzeitig kann
ein mit dem Schnellauslöser zusammenwirkendes Schaltschloß
durch das Auslöseelement ausgelöst werden.
Die Verbindung zwischen dem Auslöseelement und den Kontakten
kann so sein, daß die Kontakte auseinandergedrückt oder aber
auseinandergezogen werden. In beiden Varianten kann die Ver
bindung zwischen Auslöseelement und Kontakten so beschaffen
sein, daß die Kontakte das Auslöseelement nach Einleitung des
Ausschaltvorganges bei schneller Eigenbewegung überholen kön
nen, um dann die bewegte Masse zu verringern und schnell ei
nen großen Kontaktabstand zu erreichen.
Aufgrund der mit zunehmendem Abstand des Auslöseelements vom
dauermagnetischen Feld abfallenden Haltekraft des Dauermagne
ten wird der Hochleistungskontakt bzw. der mit dem Schnell
auslöser verbundene Schalter immer sicher ausgelöst, auch
wenn der Auslösemechanismus des Schnellauslösers nur soeben
in Bewegung gesetzt wird. Ein Zurückfallen und Wiederschlie
ßen der Kontakte wird durch die an dem Auslöseelement angrei
fende Speicherfeder des Schnellauslösers in jedem Falle si
cher verhindert. Die Speicherfeder unterstützt die Öffnungs
bewegung und wirkt ihr nicht entgegen. Außerdem bleibt die
Kontaktkraft so lange unbeeinflußt, bis der Schnellauslöser
wirklich auslöst.
Eine besonders platzsparende Bauweise eines solchen Schnell
auslösers mit einem aufgesetzten Schaltschloß kann erfin
dungsgemäß noch dadurch erreicht werden, daß in das von der
Schaltstange entfernt liegende offene Ende des Auslöse
elements ein Betätigungselement des auf den Schnellauslöser
aufgesetzten Schaltschlosses hineinragt, das von der im
Auslöseelement teleskopartig verschiebbaren Schaltstange im
Kurzschlußfalle unmittelbar mechanisch beaufschlagt wird.
Mit einer verstellbaren Abstützung bzw. Aufhängung der Spei
cherfeder läßt sich der Auslösestrom des Schnellauslösers
leicht eichen und einstellbar machen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 einen elektromagnetischen Schnellauslöser in einer
ersten Ausführungsform in Verbindung mit einem
Schaltgerät und mit einem aufgesetzten Schaltschloß
in einem senkrechten Längsschnitt bei eingeschalte
ten Kontakten des Schaltgerätes, wobei der Auslöser
die Kontakte im Kurzschlußfall auseinanderzieht,
Fig. 2 den Schnellauslöser bei Auslösung im Kurzschlußfal
le,
Fig. 3 einen elektromagnetischen Schnellauslöser in einer
zweiten Ausführungsform, in der er die Kontakte
eines Schaltgerätes auseinanderdrückt, zunächst
im Ruhestand,
Fig. 4 den ausgelösten Zustand des Schnellauslösers mit
geöffneten Kontakten des Schaltgerätes und
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines elektromagneti
schen Schnellauslösers für drehende oder schwen
kende Auslösebewegung.
Der in Fig. 1 und 2 gezeigte elektromagnetische Schnellaus
löser 1 für elektrische Schaltgeräte ist insbesondere für
Hochleistungskontakte von Niederspannungsschaltgeräten, aber
auch für jede andere Art von Kontakten an derartigen Schalt
geräten geeignet. Er hat einen vorzugsweise ringförmigen Dau
ermagneten 2, der von einer Schaltstange 3 aus unmagnetischem
Material durchsetzt ist, die zu einem nur angedeuteten
Schalter 4 gehört.
Der Schnellauslöser 1 hat eine Auslöserspule 12, deren Wick
lung vom Laststrom durchflossen wird und dadurch ein Magnet
feld aufbaut, das auf ein als Hülse ausgebildetes Auslöseele
ment 14 wirkt. Das Auslöseelement besteht im unteren Teil 14a
aus ferromagnetischem Material.
Die Schaltstange 3 ist in axialer Verlängerung des rohr
förmigen Auslöseelements 14 angeordnet und gegenüber dem Aus
löseelement 14 in Auslöserichtung 15 teleskopartig frei ver
schiebbar. Dabei wird ein an der Schaltstange 3 angeordneter
Kragen 16 von einem nach innen gerichteten Gegenkragen 17 an
dem Auslöseelement 14 hintergriffen.
Das Auslöseelement 14 sitzt in der Ruhe- bzw. Einschaltstel
lung von Fig. 1 auf dem Dauermagnetring 2 unmittelbar auf und
ist durch die an ihm angreifende Speicherfeder 13 in Auslöse
richtung 15 der Schaltstange 3 vorgespannt. Außerdem ist die
Auslöserspule 12 in Auslöserichtung des Auslöseelementes 14
in einem solchen Abstand von dem Dauermagneten 2 angeordnet,
daß das Auslöseelement 14 von der vom Kurzschlußstrom durch
flossenen Auslöserspule 12 angezogen, vom Dauermagneten 2
abgehoben und durch die Wirkung der Speicherfeder 13 mit
erhöhter Geschwindigkeit in Auslöserichtung 15 bewegt wird.
Zwischen Auslöseelement 14 und umgebender Auslöserspule 12
ist ein gehäusefester, vorzugsweise zylindrischer rohrförmi
ger Führungskörper 18 für das Auslöseelement 14 angeordnet,
der zugleich der endseitigen Befestigung einer als Speicher
feder 13 vorgesehenen Schraubenzugfeder dient, die mit ihrem
anderen Federende an dem Auslöseelement 14 befestigt ist und
mit ihren Windungen als Anschlagbegrenzung für das Auslöse
element 14 dienen kann. Die Federkraft der Speicherfeder 13
kann einstellbar sein, wodurch sich der Schnellauslöser 1
leicht auf einen bestimmten Auslösestrom eichen läßt.
Wie in Fig. 1 weiterhin gezeigt ist, sitzt das Auslöseelement
14 in der Ruhestellung mit einem unteren Flanschteil 19 auf
dem Dauermagneten 2 auf, und in das von der Schaltstange 3
entfernt liegende offene Ende 20 des rohrförmigen Auslöse
elements 14 ragt ein Betätigungselement 21 eines Schalt
schlosses 22 hinein, das auf den Schnellauslöser 1 aufgesetzt
ist und vom Auslöseelement 14 oder von einer als Auslöseele
ment dienenden Auslösestange ausgelöst werden kann.
Wie Fig. 2 zeigt, ist das Auslöseelement 14 durch das Magnet
feld, das durch den Überlaststrom in der Spule 12 erzeugt
worden ist, unterstützt durch die Zugkraft der Speicherfeder
13, von dem Dauermagneten 2 dauerhaft abgehoben, während die
Schaltstange 3 schneller in die Offenstellung von Fig. 2
bewegt worden ist.
Statt des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 und 2 ist auch eine
Ausführungsvariante möglich, bei der das Auslöseelement 14
die Kontakte des Schaltgerätes auseinanderdrückt, statt sie,
wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, auseinanderzuziehen. So
zeigen Fig. 3 und 4 eine abgewandelte Ausführungsform, bei
der das Auslöseelement 14 als Auslösestange 23 ausgebildet
ist und ein Betätigungselement 21a eines Schaltgerätes 22a
unmittelbar beaufschlagt, so daß dessen Kontakte 24 schon bei
Überlastströmen, die unterhalb der Grenze für eine selbstän
dige Kontaktabhebung liegen, sicher geöffnet werden.
Eine solche Anordnung kann auch für eine drehende Bewegung
ausgebildet sein, wobei zur Verringerung des Trägheitsmomen
tes nicht das gesamte Auslöseelement aus ferromagnetischem
Material besteht. Die Betätigung des Schaltgerätes (Schalt
schloß und Kontakte) kann zum Beispiel durch einen gesonder
ten Schwenkhebel, der sich mit derselben Achse wie das
Auslöseelement dreht, oder durch eine Verlängerung des
Auslöseelementes an einer an das Schaltgerät angepaßten
Stelle, erfolgen.
Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 gezeigt. Das
Auslöseelement 14 ist als Schwenkhebel 25 ausgebildet, der um
eine radial außerhalb der Auslöserspule 12 angeordnete Dreh
achse 26 schwenkbar ist. Der Schwenkhebel 25 sitzt außerdem
mit einem ferromagnetischen Teil 14a auf dem Dauermagneten 2
auf und trägt an der gegenüberliegenden Seite seines Hebel
armes einen weiteren ferromagnetischen Teil 14b, der um die
Drehachse 26 des Auslöseelements 14 kreisbogenförmig gekrümmt
ist und mit seinem als Auslösestange 23 dienenden Ende in die
entsprechend gekrünmte Auslöserspule 12 endseitig teilweise
eintaucht.
Ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 und 4 ist
hierbei auf die von dem Dauermagneten 2 abgewandte Stirnsei
te der Auslöserspule 12 ein Schaltgerät 22a für eine direkte
Betätigung durch das Auslöseelement 14 aufgesetzt.
Der Schwenkhebel 25 kann entweder durch eine an seiner Dreh
achse 26 angeordnete Drehfeder 27 oder durch eine am Hebelarm
selbst angreifende Zug- oder Druckfeder 28, 29 in Auslöse
richtung 15 vorgespannt sein.
Liste der Bezugszeichen
1 Schnellauslöser
2 Dauermagnet(-ring)
3 Betätigungsstange
4 Schalter
12 Spule, Auslöserspule
13 Speicherfeder
14 Auslöseelement
14a ferromagnetischer Teil
14b ferromagnetischer Teil
15 Auslöserichtung
16 Kragen
17 Gegenkragen
18 Führungskörper
19 Flauschteil
20 offenes Ende
21 Betätigungselement
22a Betätigungselement
22 Schaltschloß
22a Schaltgerät
23 Auslösestange
24 Kontakte
25 Schwenkkabel
26 Drehachse
27 Drehfeder
28 Zug- oder Druckfeder
29 Zug- oder Druckfeder
2 Dauermagnet(-ring)
3 Betätigungsstange
4 Schalter
12 Spule, Auslöserspule
13 Speicherfeder
14 Auslöseelement
14a ferromagnetischer Teil
14b ferromagnetischer Teil
15 Auslöserichtung
16 Kragen
17 Gegenkragen
18 Führungskörper
19 Flauschteil
20 offenes Ende
21 Betätigungselement
22a Betätigungselement
22 Schaltschloß
22a Schaltgerät
23 Auslösestange
24 Kontakte
25 Schwenkkabel
26 Drehachse
27 Drehfeder
28 Zug- oder Druckfeder
29 Zug- oder Druckfeder
Claims (11)
1. Elektromagnetischer Schnellauslöser für elektrische
Schaltgeräte, insbesondere für Hochleistungskontakte von
Niederspannungsschaltgeräten, mit einem Dauermagneten
und einem damit zusammenwirkenden Auslöseelement aus
ferromagnetischem Material für einen Schalter, mit einer
das Auslöseelement umgebenden Auslöserspule, deren
Wicklung vom Laststrom durchflossen wird, und mit einer
Speicherfeder, die die Bewegung des Auslöseelementes in
die Auslösestellung unterstützt, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Auslöseelement (14)
mit seinem ferromagnetischen Teil (14a) auf dem Dauer
magneten (2) unmittelbar aufsitzt, und daß die Auslöser
spule (12) in Auslöserichtung (15) des Auslöseelementes
(14) in einem solchen Abstand von dem Dauermagneten (2)
angeordnet ist, daß das Auslöseelement (14) von der Aus
löserspule (12) angezogen und durch die Wirkung der
Speicherfeder (13) mit erhöhter Geschwindigkeit in
Auslöserichtung bewegt wird.
2. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Auslöseelement (14) rohrförmig ausgebildet ist, und daß
in axialer Verlängerung des Auslöseelementes (14) eine
Schaltstange (3) angeordnet ist, die von dem Auslöse
element (14) in Auslöserichtung mitgenommen wird und
nach Erreichen einer Endstellung des Auslöseelementes
(14) gegenüber diesem teleskopartig frei verschiebbar
ist.
3. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach Anspruch 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltstange (3) einen Kragen (16) aufweist, den das
Auslöseelement (14) mit einem nach innen gerichteten Ge
genkragen (17) hintergreift.
4. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach den Ansprü
chen 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß in das von der Schaltstange (3) entfernt
liegende offene Ende des Auslöseelements (14) ein Betä
tigungselement (21) eines auf den Schnellauslöser (1)
aufgesetzten Schaltschlosses (22) hineinragt, das von
der im Auslöseelement (14) teleskopartig verschiebbaren
Schaltstange (3) im Kurzschlußfalle unmittelbar me
chanisch beaufschlagt wird.
5. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß auf
die von dem Dauermagneten (2) abgewandte Stirnseite der
Auslöserspule (12) ein Schaltgerät (22a) für eine
direkte Betätigung durch eine als Auslöseelement (14)
dienende Auslösestange (23) aufgesetzt ist.
6. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Auslöseelement (14) und umgebender Auslöserspu
le (12) ein gehäusefester, vorzugsweise zylindrischer
rohrförmiger Führungskörper (18) für das Auslöseelement
(14) angeordnet ist, der zugleich der endseitigen Befe
stigung einer als Speicherfeder (13) vorgesehenen
Schraubenzugfeder dient, die mit ihrem anderen Federende
an dem Auslöseelement (14) befestigt ist.
7. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Schraubenzugfeder (13) mit ihren Windungen als Anschlag
begrenzung für das Auslöseelement (14) dient.
8. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Speicherfeder (13) eine Drehfeder (27) oder eine Druck
feder (29) vorgesehen ist.
9. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Federkraft der an dem Auslöseelement (14) angreifenden
Speicherfeder (13) einstellbar ist.
10. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Auslöseelement (14) mit einem unteren Flanschteil (19)
auf dem Dauermagneten (2) aufsitzt.
11. Elektromagnetischer Schnellauslöser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Auslöseelement (14) als Schwenkhebel ausgebildet ist,
der um eine radial außerhalb der Auslöserspule (12)
angeordnete Drehachse (26) schwenkbar ist, der mit einem
ferromagnetischen Teil (14a) auf dem Dauermagneten (2)
aufsitzt und der an einer gegenüberliegenden Seite
seines Hebelarmes einen weiteren ferromagnetischen Teil
(14b) aufweist, der um die Drehachse (26) des Auslöse
elements (14) kreisbogenförmig gekrümmt ist und mit
seinem als Auslösestange (23) dienenden Ende in die
entsprechend gekrümmte Auslöserspule (12) endseitig
zumindest teilweise eintaucht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904017743 DE4017743A1 (de) | 1989-06-23 | 1990-06-01 | Elektromagnetischer schnellausloeser fuer elektrische schaltgeraete, insbesondere fuer hochleistungskontakte von niederspannungsschaltgeraeten |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3920547 | 1989-06-23 | ||
DE19904017743 DE4017743A1 (de) | 1989-06-23 | 1990-06-01 | Elektromagnetischer schnellausloeser fuer elektrische schaltgeraete, insbesondere fuer hochleistungskontakte von niederspannungsschaltgeraeten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4017743A1 true DE4017743A1 (de) | 1991-01-10 |
Family
ID=25882250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904017743 Ceased DE4017743A1 (de) | 1989-06-23 | 1990-06-01 | Elektromagnetischer schnellausloeser fuer elektrische schaltgeraete, insbesondere fuer hochleistungskontakte von niederspannungsschaltgeraeten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4017743A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4118177A1 (de) * | 1991-06-03 | 1992-12-10 | Abb Patent Gmbh | Permanentmagnetischer fehlerstromausloeser |
WO2011036261A3 (en) * | 2009-09-25 | 2011-06-30 | Eaton Industries (Netherlands) B.V. | Trip unit |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT227820B (de) * | 1961-05-12 | 1963-06-10 | Biegelmeier Gottfried | Fehlerstromschutzschalter und Fehlerstromrelais mit einem einen Permanentmagnet enthaltenden Auslöser |
EP0187055A1 (de) * | 1984-11-22 | 1986-07-09 | Merlin Gerin | Polarisiertes elektromagnetisches Relais mit magnetischer Sperrung für einen Auslöser eines Schutzschalters |
EP0305321A1 (de) * | 1987-08-25 | 1989-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Auslösemagnet für einen Leistungsschalter |
-
1990
- 1990-06-01 DE DE19904017743 patent/DE4017743A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Title |
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Firmenschrift der AEG: Schnellschalter GEARAPID TS600/1000 April 62, Druckvermerk Z31/SgN 57847 * |
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CN102656658A (zh) * | 2009-09-25 | 2012-09-05 | 伊顿工业(荷兰)有限公司 | 脱扣机构 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |