DE8527361U1 - Kurzschlußauslöseorgan - Google Patents

Description

8/11(85418)
24.9.1985

TERGAU & POHL PATENTANWÄLTE

HEFNERSPL 3 · POSTR119347
8500 NÜRNBERG 11

Lindner GmbH Fabrik elektrischer Lampen und Apparate,
8600 Bamberg

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Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigtes Kurzschlußauslöseorgan mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Merkmalen. Derartige Auslösevorrichtungen werden in Leitungsschutzschalter eingebaut 15

und übernehmen die Absicherung eines Stromkreises bei Auftreten eines Kurzschlusses. In der Regel ist ein Leitungsschutzschalter mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung versehen, um den bei der Kontakttrennung

auftretenden Lichtbogen schneller zu löschen und den 20

auftretenden Kurzschlußstrom auf ein unschädliches Maß zu reduzieren.

Das Kurzschlußauslöseorgan wird herkömmlicher Weise aus einer Erregerspule, einem darin liegenden Magnetkern, einem verschiebbaren Magnetanker und einem Schlagbolzen aufgebaut. Zur Erzielung eines hohen magnetischen Flusses ist diese gesamte Anordnung durch ein Magnet-Joch nahmenförmig umschlossen.

Aus baulichen Gründen liegen bei vielen Leitungsschutzschalterkonstruktionen die Lichtbogenlöschvorrichtung und das Kurzschlußauslöseorgan parallel übereinander. Eine derartige Konstruktion ist beispielsweise aus DE-OS 30 31 549 bekannt. Darin ist eine Lichtbogenlöschvorrichtung gezeigt, deren beide Lichtbogenleitbleche parallel zueinander das Löschblechpaket zu beiden Seiten flankieren. Darüber ist das recht-

eckig-rahmenfb'rmj go Magnetjoch mit der darin gelagerten Erregerspule, dem Magnetkern, -anker und dem Schlagbolzen angeordnet. Ais Eigenheit dieser Konstruktion ist die einstückige Ausführung der Baugruppe Magnetjoch-Festkontaktstück-oberes Lichtbogenleitbleich aus einem gestanzten und gefalzten Stahlblechstreifen genannt. Trotz der Einstückigkeit sind jedoch Lichtbogenleitblech und Magnetjoch als baulich eigenständige Bestandteile vorhanden,

Die vorliegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe, die aus DE-OS 30 31 549 bekannte Konstruktion weiter zu entwickeln. Insbesondere sollen Handhabbarkeit, Kompaktheit und Materialaufwand verbessert werden.
15

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 gelöst. Der das Löschblechpaket flankierende Schenkel des Magnetjoches wird dementsprechend vom magnetseitigen Lichtbogenleitblech gebildet.

Durch die bauliche Vereinigung dieser beiden Teile kann ein Kurzschlußauslöseorgan für Leitunqsschutzschalter geschaffen werden, das als kompakte Einheit leicht handhabbar und mit geringerem Material- und Fertigungsaufwand herstellbar ist. Durch den Wegfall des Abstan- des zwischen dem löschblechparallelen Schenkel des Magnetjoches und dem magnetseitigen Lichtbogenleitblech kann ein Leitungsschutzschalter, der mit dem erfindungsgemäßen Kurzschlußauslöseorgan ausgerüstet ist, eine geringere Bauhöhe aufweisen. Im Zuge der weitgehenden Miniaturisierung elektrischer Bauteile ist dieser Umstand anwendungstechnisch vorteilhaft. Alternativ kann der gewonnene Raum bei gegebenen äußeren Geräteabmessungen auch zur Einbringung zusätzlicher Komponenten^ beispielsweise Anzeige-Vorrichtungen, Leuchtmelder etc., genutzt werden. Der Materialaufwand für das integrale Bauteil Magnetjoch-Lichtbogenleitblech kann um etwa ein Drittel reduziert

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werden. In einem Fertigurigs-Zvwischenschritt des Lei-•"ungsschutzschalters kann die erfindungsgemäße Baueinheit aus Kurzschlußauslöseorgan und Lichtbogenleitblech als Ganzes in den Schalter eingesetzt werden. Der fertigungstechnische Vorteil ist offensichtlich.

Die weiteren Ansprüche beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes. Durch die Teilung des Magnetjoches in ein U- oder L-förmiges Oberteil und ein etwa L-förmiges Unterteil werden zusätzlich Fertigungsvorteile erzielt. Ein Oberteil in U-Form Kann als fester Rahmen für den Einbau der weiteren Bestandteile des Kurzschlußauslöseorgans dienen. Das etwa L-förmige Unterteil ist an seinem L-Scheitel als hornartiges Festkontaktstück ausgebildet. Festkontaktabseitig ist es über den rückseitigen Schenkel des Magnetjoch-Oberteils hinaus verlängert, diesem L-Schenkel bildet gleichzeitig das Lichtbogenleitblech. Die Reduzierung des Magnetjoch-Oberteiles auf eine L-Form bedeutet gegebenenfalls eine denkbare Minimierung des Materialaufwands.

Es sind zwei grundsätzlich verschiedene Bauformen für das Magnetjoch des erfindungsgemäßen Kurzschlußauslöseorgans möglich. In einer ersten Alternative sind Magnetjoch-Ober- und -unterteil als separate Bauteile gemäß Kennzeichen des Anspruches 5 ausgebildet. Beide Teile sind jeweils mit ihren Freienden aneinander befestigt. Durch diese Bauweise kann das Magnetjoch fertigungstechnischen Erfordernissen angepaßt werden. So kann gemäß Anspruch 7 das Magnetjoch-Oberteil aus einem einfachen Stahlblechstreifen gefertigt sein. Dieses Material genügt r¹.« Bedingung, einen guten magnetischen Schluß um dii ·■·, regerspule zu erzeugen. Da lediglich das Magnetjoch-Unterteil eine gute elektrische Stromleitfähigkeit und Kontäktqualität aufweisen muß, genügt es» dieses äuä einem oberflächenveredelten

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(beispielsweise kupferbeschichteten) Str "ilblechstreif en herzustellen. Gegenüber dem Stand der Technik ist es bei der erfindungsgemäßen Konstruktion also nicht notwendig, das gesamte Magnetjoch aus einem teuren, veredelten Stahlblech herzustellen.

Eine besonders einfache Verbindungsmöglichkeit für Magnetjoch-Ober- und -Unterteil ist im Kennzeichen des Anspruches 9 angegeben. Deren vorderseitig gelegenen Freienden überlappen einander und sind in diesem Überlappungsbereich mit dem Magnetkern vernietet. Gemäß Anspruch 10 kann dessen Vernietteil einstückig angeformt sein. In einem einzigen Arbeitsgang kann also die gesamte Baugruppe Magnetjoch-Auslöser zusammenmontiert werden.

Als zweite Alternative ist es konstruktiv möglich, Magnetjoch-Ober- und -Unterteil als ein Bauteil einstückig auszubilden, wie es in Anspruch 11 angegeben ist. Dadurch ergibt sich zusätzlich zu den grundsätzlichen Vorteilen der Erfindung eine weitere Fertigungsvereinfachung. Anspruch 12 beschreibt die Verbindung der beiden rückwärtigen Freienden von Magnetjoch-Ober- und -Unterteil, durch die ein ununterbrochener magnete tischer Fluß im rahmenförmigen Magnetjoch gewährleistet ist.

Damit auch bei der einstückigen Bauform des Erfit.dungsgegenstandes bei Verwendung eines einfachen Stahlblech-

__ Streifens zur Herstellung des Jocnes eine genügende d U

Kontaktqualität gewährleistet ist, kann das Festkontaktteil mit einem Kontaktlegierungsauftrag versehen sein.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert. Diese zeigt einen Längsschnitt durch die Baugruppe Kurzschlußauslöseor-

-9-

^ gan-Lichtbogenlöschvorrichtung eines Leitungsschutzschalters.

Das elektromagnetisch betätigbare Kurzschlußauslöse-5 organ 1 wird in einem kurzzeitigen, starken Kurzschlußstrom aktiviert. Im Innenraum der Erregerspule 2 ist koaxial ein zylindrisches Führungsrohr 3 angeordnet. Im rückwärtigen Teil des Führungsrohres 3 ist der zylinderförmige Magnetanker 7 längsverschiebbar gelagert. Im vorderen Teil des FUhrungsrohres 3 sitzt der Magnetkern S. Dieser weist entlang der Auslöseachse 9 eine Führungsbohrung 10 auf, in der der Schlagbolzen 11 verschiebbar gelagert ist. Im nicht erregten Zustand des Kurzschlußauslöseorgans wird der Magnetanker 7 durch die Druckkraft der zwischen Anker 7 und Magnetkern 8 gelegenen Schraubenfeder 12 in rückwärtiger Richtung aus der Erregerspule 2 geschoben, bis dessen rückwärtige Anschlagfläche 13 am gehäusefesten Anschlag 14 anliegt. f?ei einem Kurzschlußstrom wird der Magnetanker 7 in die Erregerspule 2 gegen die genannte Federkraft hineingezogen. Der Schlagbolzen 11 betätigt daraufhin eine (nicht dargestellte) Auslösemech.in ik des Leitungsschutzschalters.

Unterhalb des Kurzschlußauslöseorgans 1 ist die Lichtbogenlöschvorrichtung 15 angeordnet. Deren oberes, magnetseitiges Lichtbogenleitblech 16 ist gleichzeitig der zu den Löschblechen parallele, das Löschblechpaket 20 flankierende Schenkel 17 des Magnetjoch-Untt?rteiles 18.

Als zentrales Teil des Erfindungsgegenstandes bilden Magnetjoch-Ober- 6 und -Unterteil 18 das Magretjoch, das die Erregerspule 2 mit ihren darin eingebauten Teilen umrahmt. Das Mägnetjöch-Unterteil 18 ist etwa L-fb'rmig gestaltet. Sein löschblechpaketseitiger L-Schenkel 19 ist rückseitig über das Löschblechpaket

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20 hinaus verlängert. Am L-Scheitel 21 ist durch entsprechende Abbiegungen das etwa hornförmige Festkontaktstück 22 eingeformt. Der andere L-Schenkel 23 erstreckt sich senkrecht zur Auslöseachse 9 über diese hinaus. Hier ist das Magnetjoch-Uriterteil 18 mit dem Magrtetjoch-Oberteil 6 verbunden. In einer vorteilhaften Ausführung ist eine gemeinsame Vernietbohrung 24 der beiden Magnet jochteile 6,18 von einem einstückig an den Magnetkern 8 angeformten Vernietteil 25 durchsetzt und durch eine Vernietung 26 sind Magnetkern 8, Magnetjoch-Ober- 6 und -Unterteil 18 fest miteinander verbunden.

Auf der gegenüberliegenden Seite sind die Freienden des rückseitigen Schenkels 4 und des L-Schenkels 19 durch eine Bördelung 27 aneinander befestigt. Die beiden Magnetjochteile 6,18 bilden also einen durchgehenden Rahmen um die Erregerspule 2, wodurch ein geschlossener magnetischer Fluß gewährleistet ist.
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Gemäß der beiliegenden Zeichnung ist im Kontaktbereich 28 des Festkontaktstückes 22 ein Kontaktlegierungsauftrag 29 aufgebracht. Damit können Magnetjoch-Oberteil 6 und -Unterteil 18 jeweils aus einem einfachen Stahlblechstreifen hergestellt sein.

Das rückseitige Spulenende 30 ist durch eine Durchbrechung 31 im Magnetjoch-Oberteil 6 zur Anschlußklemme (nicht dargestellt) geführt. Durch die leitende Befestigung des zweiten Spulenendes 32 am Magnetjoch-Unterteil 18 ist ein durchgehender Gtrompfad hergestellt.

Bei einer (nicht dargestellten) einstückigen Ausführung des Magnetjoches wie auch bei einer Reduzierung des

«35 Magnetjoch-Oberteils 6 auf eine L-Form entfällt cfer Überlappungsbereich zwischen Magnetjoch-Ober- 6 und

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-Unterteil 18. Der Magnetkern 8 ist dann direkt mit dem oberseitigen L-Schenkel 23 des Lichtbogenleitbleches vernietet.

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TERGAU & POHL

PATENTANWÄLTE

HEFNERSPL, 3 ■ POSTF. 119347 8500 NÜRNBERG 11

Akte 85418

Lindner GmbH

Bezugszeichenliste

1 Kurzschlußauslöseorgan

2 ErregersDule

3 Führungsrohr

4 vorderseitiger Schenkel

5 rückseitiger Schenkel

6 Magnetjoch-Oberteil

7 Magnetanker

8 Magnetkern

9 Auslöseachse

10 Führungsbohrung

11 Schlagbolzen

12 Schraubenfeder

13 Anschlagfläche

14 Anschlag

15 Lichtbogenlöschvorrichtung

16 Lichtbogenleitblech 17 Schenkel

18 Magnetjoch-Unterteü

19 L-Schenkel

20 Löschblechpaket

21 L-Scheitel

22 Festkontaktstück

23 L-Schenkel

24 Vernietbohrung 25 Vernietteil

26 Vernietung

27 Bördelung

28 Kontaktbereich

29 Kontaktlegierungsauftrag

30 Spulenende

31 Durchbrechung 32 Spulenende

Claims (1)

Ansprüche

1. Elektromagnetisch betätigtes Kurzschlußauslöseorgan (1) zum Einbau in einen mit einer Lichtbogenlöschvorrichtung (15) versehenen Leitungsschutzschalter mit

- einer Erregerspule (2),

- darin liegend einem Magnetkern (8), einem verschiebbaren Magnetanker (7) und einem Schlagbolzen (11), sowie

- einem die Erregerspule (2) rahmenförmig umschließenden Magnetjoch (Magnetjoch-Oberteil 6, Magnetjoch-Unterteil 18),

wobei die Lichtbogenlöschvorrichtung (15)

- neben dem Kurzschlußauslöseorgan (1) angeordnet ist, und

- aus einem Löschblechpaket (20) und zwei im wesentlichen parallel verlaufenden, dieses flankierenden Lichtbogenleitblechen (16) aufgebaut ist,

QQ dadurch gekennzeichnet,

daß der das Löschblechpaket flankierende Schenkel (17) des Magnetjoches (Magnetjoch-Oberteil 6, Magnetjoch-Unterteil 18) vom magnetseitigen Lichtbogenleitblech (16) gebildet ist.

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I ¹Z. Kurzschlußauslöseorgan nach Anspruch 1, I dadurch gekennzeichnet,

•| daß das Magnetjoch aus

I ' - einem etwa U-förmigen Oberteil (6) und

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a ' - einem etwa L-förmigen Unterteil (18) besteht, das

j — an seinem L-Scheitel (21) als hornartiges

Festkontaktstück (22) und

— als festkontaktabseitig über den U-Schenkel (5)

ά des Magnetjoch-Oberteils (6) hinaus verlän-

fl ¹⁰ gertes, einen L-Schenkel (19) bilder, ies Licht-

I bogenle'^tblech (16) ausgebildet ist.

'' 3. Kurzschlußauslöseorgan nach Anspruch 1 oder 2, I dadurch gekennzeichnet,

¹⁵ daß die Länge des vorderseitigen U-Schenkels (4) des .. Magnetjoch-Oberteils (6) kleiner ist als die des

ξ rückseitigen U-Schenkels (5).

^ 4. Kurzschlußauslöseorgan nach einem der Ansprüche 1

ι 20 bis 3,

,!·' dadurch gekennzeichnet,

if daß die Länge des vorderseitigen U-Schenkels (4) des

Magnetjoch-Cberteils (6) etwa Null ist, so daß das Magnetjoch-Oberteil (6) nicht mehr U-förmig, sondern 25 L-förmig ausgebildet ist.

5. Kurzschlußauslöseorgan nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichn&t,

30 dai3 Magnetjoch-Ober- (6) und -Unterteil (18) als separate Bauteile ausgebildet sind.

6. Kurzschlußauslöseorgan nach Anspruch 4, ξ dadurch gekennzeichnet,

f 35 daß Ober- (6) und Unterteil (18) des Magnetjüchs I jeweils mit ihren Freienden aneinander befestigt

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^ 7"* Kurzschlußäusloseorgan nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet*
daß das Magrietjoch-Obenteil (6) aus einem einfachen

Stählbiechstreifen gefertigt ist.
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8* Kurzschlußäusloseorgan nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Magnetjoch-Unterteil (18) aus einem oberflächenveredelten Stahlblechstreifen gefertigt ist.

9i Kurzschlußäusloseorgan nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß si ,h die vorderseitig gelegenen Freienden von Magnetjoch-Ober- (6) und -Unterteil (18) überlappen Und im Überlappungsbereich mit dem Magnetkern (8) vernietet sind.

-ίο. Kurzschlußäusloseorgan nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Vernietteil (25) einstückig an den Magnetkern (8) angeformt ist.

11. Kurzschlußäusloseorgan nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß Magnetjoch-Ober- (6) und -Unterteil (18) alü ein Bauteil einstückig ausgebildet sind.
30

12. Kurzschlußauslöseorgan nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Freiende des rückseitigen Schenkels (5) des Magnetjoch-Oberteils (6) mit dem Mittenbereich des als Lichtbogenleitblech (16) fungierenden L-Schen-

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1 kels (19) des Mägnetjöch-Unterteiis (18) unter einem rechten Winkel verbördelt (BÖrdelung 27) ist.

13. Kurzschlußausiöseorgan nach einem der vorgenannten 5 Artspruche,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Magnetjoch am Festkontaktstück (22) mit einem Kontaktlegierungsauftrag (29) versehen ist.

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