DE9112575U1

DE9112575U1 - Vorrichtung, insbesondere Überstromauslöser, zur potentialfreien Strommessung

Info

Publication number: DE9112575U1
Application number: DE9112575U
Authority: DE
Original assignee: Schaltbau GmbH
Current assignee: Schaltbau GmbH
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1992-10-15
Anticipated expiration: 2001-10-10
Also published as: FR2682483A1

Description

G 2297-00142/Dö
Anmelder: Schaltbau GmbH

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, insbesondere einem Überstromauslöser, zur potentialfreien Strommessung an elektrischen Gleichstromleitern, mit einem den Leiter umschließenden, im wesentlichen U-förmigen Magnetjoch, dessen beiden U-Schenkel einen Luftspalt bilden, und einer Einstellschraube zum Einstellen des Luftspaltes.

Ein solcher Überstromauslöser ist aus der DE-OS 19 59 473 bekannt. Dieser Überstromauslöser weist einen offenen Rahmen auf, der aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt und durch den ein Kabel geführt ist. Der Rahmen besteht aus 2 U-Schenkeln und einem sie verbindenden, rohrförmigen Steg. In dem rohrförmigen Steg ist ein Zungenralais angeordnet, das aus zwei magnetisch betätigbaren Kontakten besteht. Parallel zum rohrförmigen Steg ist an einem U-Schenkel eine Schraube verstellbar angeordnet. Die Vorrichtung ermöglicht das Abschalten des durch den Leiter fließenden Stromes, wenn dieser einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Das Ansprechen des Zungenralais wird durch magnetische Sättigung des Rahmens bei Erreichen des Stromsollwertes erreicht. Um das Verhalten dieser Vorrichtung auf diesen Sollwert abzustimmen, kann der Luftspalt durch senkrechtes Verstellen der Schraube verändert werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auf kostengünstige Weise eine Überstromauslösung erreicht werden kann, die sich auf einfache Weise einstellen läßt.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Luftspalt des U-förmigen Magnetjoch eine Hallsonde angeordnet ist, und daß einer der U-Schenkel durch die Einstellschraube gebildet ist, die im wesentlichen parallel zu dem anderen U-Schenkel zur Verlängerung oder Verkürzung des U-Schenkels verstellbar ist. Hierdurch läßt sich auf einfache Weise die magnetische Flußdichte im Luftspalt des Magnetjochs einstellen, wodurch sie sich gleichzeitig an den Schwellwert des Überstromauslösers anpassen läßt. Damit läßt sich zum Beispiel auch eine chargenbedingte Streuung von digitalen Hallschaltern ausgleichen.

Zwar ist aus der US-PS 43 22 709 das Verwenden einer Hallsonde in einem magnetisch betätigten elektrischen Schalter bekannt, aber erfolgt die Einstellung des Magnetfeldes senkrecht zu den U-Schenkeln. Außerdem liegt die Aufgabe dieser Vorrichtung in dem Bereitstellen eines potential getrennten Schalter, ähnlich der Funktionsweise eines Relais.

Besonders günstig ist es, wenn die Hallsonde auf einer Leiterplatte angeordnet ist und wenn die Vorschubrichtung der Einstellschraube vertikal zur Ebene der Leiterplatte ausgerichtet ist. Dadurch ist eine leichte Zugänglichkeit der Einstellschraube gewährleistet; das Einstellen des Schwellwertes der Vorrichtung ist ähnlich einfach, wie das Einstellen eines Potentiometers.

Konstruktiv besonders einfach läßt sich die Vorrichtung herstellen, wenn das Magnetjoch neben der Einstellschraube einen feststehenden Teil umfaßt, der den elektrischen Leiter umschließt und zwei im wesentlichen senkrecht zueinander stehende frei Endabschnitte aufweist, von denen der eine den parallel zur Einstellschraube verlaufenden feststehenden U-Schenkel bildet und von denen der andere eine dort befestigte Mutter für die Einstellschraube

aufweist. Das Magnetjoch läßt sich auf diese Weise leicht seitlich über den elektrischen Leiter aufschieben, wonach dann erst die Einstellschraube eingedreht wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der elektrische Gleichstromleiter eine stromschiene mit rechteckigem Querschnitt ist und der Luftspalt auf einer der Breitseiten des elektrischen Leiters angeordnet sein soll. In günstiger Weise kann die Mutter als selbstsichernde Einpreßmutter ausgebildet sein, die in eine Bohrung des Endabschnitts des Magnetjochs eingepreßt ist.

Besonders preisgünstig wird die Vorrichtung dann, wenn die Hallsonde ein digitaler Hallschalter ist, da dann auf eine nachfolgende Vergleicherschaltung verzichtet werden kann, ohne das die chargenbedingten Streuungen des Hallschalters eine Ungenauigkeit des Überstromauslösers zur Folge haben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen gleichstromführenden Leiter mit einem erfindungsgemäßen Überstromauslöser mit der Einstellschraube in einer ersten Stellung,

Fig. 2 die gleiche Ansicht wie Figur 1, mit der Einstellschraube in einer zweiten Stellung,

Fig. 3 eine Ansicht auf den Überstromauslöser aus Figur 1 in Richtung des Pfeiles III, und

Fig. 4 in einem Diagramm die magnetische Flußdichte im Hallsensor aufgetragen über der Einschraubtiefe der Einstellschraube (Strom i= konstant).

In der Zeichnung ist ein elektrischer Leiter 1 mit einen rechteckförmigen Querschnitt dargestellt, der von einem Gleichstrom durchflossen wird. Der Stromfluß ist in Figur 3 durch den Buchstaben i angegeben.

Ferner ist in der Zeichnung eine Vorrichtung zur Überstromauslösung dargestellt, die also, verbunden mit einer hier nicht näher dargestellten Schaltung, den Strom in dem elektrischen Leiter 1 abschaltet, falls dieser einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.

Diese Vorrichtung umfaßt ein im wesentlichen U-förmiges Magnet joch 2, das den elektrischen Leiter 1 mit einer Schleife 3 umgibt. Das Magnet j och 2 weist einen feststehenden Teil 4 auf, zu dem auch die Schleife 3 gehört, und der jeweils in zwei Endabschnitten 5 und 6 endet. Die beiden Endabschnitte 5 und 6 stehen senkrecht aufeinander. An einem Endabschnitt 6 ist eine selbstsichernde Einpreßmutter 7 durch Einpressen befestigt. Durch diese Einpreßmutter 7 hindurch erstreckt sich eine Einstellschraube 8 mit Abstand parallel zu dem anderen Endabschnitts 5 des Magnetjochs 2. Zwischen der Einstellschraube 8 und dem Endabschnitt 5 entsteht somit ein Luftspalt 9, in dem ein magnetisches Feld ausgebildet ist, das durch die Feldlinien in den Figuren 1 und 2 angedeutet ist. Im Bereich zwischen der Einstellschraube 8 und dem Endabschnitt 5 ist auf einer Platine c ein digitaler Hallschalter 11 angeordnet, der in nicht dargestellter Weise mit einem Überlastschalter für den stromdurchflossenen elektrischen Leiter 1 verschaltet ist.

Im folgenden wird die Wirkungs- und Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert.

Die Vorrichtung dient dazu, den Strom in dem Leiter 1 bei

Überschreiten einer vorbestimmten Stromstärke abzuschalten. Da die Stärke des magnetischen Feldes in dem Luftspalte 9 unmittelbar von der Stromstärke im elektrischen Leiter 1 abhängt, kann dieses Abschalten über den digitalen Hallschalter 11 angesteuert werden. Man verwendet daher einen Hallschalter 11, dessen magnetische Schaltwelle ungefähr im Bereich jener Flußdichte liegt, die bei mittlerer Einstellung des Magnet j ochs und beim Erreichen des Grenzstromes im Leiter 1 am Ort des Hallschalters 11 auftritt. Zum genauen Einstellen geht man dann folgendermaßen vor. Der elektrische Leiter 1 wird mit dem Strom durchflossen, bei dem der digitale Hallschalter schalten soll. Dann dreht man die Einstellschraube 8 aus der in Figur 1 gezeigten Position in die in Figur gezeigte Position, und zwar soweit, bis über den digitalen Hallschalter 11 der Strom in dem elektrischen Leiter abgeschaltet wird. Damit ist die Vorrichtung zur Überstromauslösung bereits eingestellt. Wenn nun der Strom in dem elektrischen Leiter 1 die vorbestimmte Stärke überschreitet, ist die Flußdichte in dem Hallschalter 11 so groß, daß der Strom abgeschaltet wird. Weitere Justierungen sind nicht erforderlich.

Das Ansteigen der Flußdichte in der Hallsonde in Abhängigkeit der Einschraubtiefe der Einstellschraube ist noch einmal in Figur 4 dargestellt.

Claims

G 2297-00142/DÖ Anmelder: Schaltbau GmbH Vorrichtung, insbesondere ÜberStromauslöser, zur potentialfreien Strommessung Schutzansprüche

1. Vorrichtung, insbesondere ÜberStromauslöser, zur potentialfreien Strommessung an elektrischen Gleichstromleitern mit einem den Leiter umschließenden, im wesentlichen U-förmigen Magnetjoch, dessen beiden U-Schenkel einen Luftspalt bilden, und einer Einstellschraube zum Einstellen des Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftspalt des U-förmigen Magnetjoch (2) eine Hallsonde (11) angeordnet ist, und daß einer der U-Schenkel durch die Einstellschraube (8) gebildet ist, die im wesentlichen parallel zu dem anderen U-Schenkel (5) zur Verlängerung oder Verkürzung des U-Schenkels verstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hallsonde (11) auf einer Leiterplatte (10) angeordnet ist, und daß die Vorschubrichtung der Einstellschraube (8) vertikal zur Ebene der Leiterplatte (10) ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnet joch (2) neben der Einstellschraube (8) einen feststehenden Teil (4) umfaßt, der den elektrischen Leiter (1) umschließt und

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zwei im wesentlichen senkrecht zueinander stehende
freie Endabschnitte (5,6) aufweist, von denen der eine (5) den parallel zur Einstellschraube (8) verlaufenden feststehenden U-Schenkel bildet und von denen der
andere (6) eine dort befestigte Mutter (7) für die
Einstellschraube (8) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter als selbständige
Einpreßmutter (7) ausgebildet ist, die in eine Bohrung des Endabschnitts (6) des Magnetjochs (2) eingepreßt
ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hallsonde ein Hallschalter
(11) ist.