EP0849761B1 - Overcurrent and short circuit trip device for an electric circuit breaker - Google Patents
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- EP0849761B1 EP0849761B1 EP97121381A EP97121381A EP0849761B1 EP 0849761 B1 EP0849761 B1 EP 0849761B1 EP 97121381 A EP97121381 A EP 97121381A EP 97121381 A EP97121381 A EP 97121381A EP 0849761 B1 EP0849761 B1 EP 0849761B1
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Definitions
- the invention relates to an overcurrent and short-circuit release for an electrical Installation switch, according to the preamble of claims 1 and 3.
- Miniature circuit breakers for protection against thermal overload and short circuit basically built the same. You have a magnetic trigger for the Short-circuit protection and a thermal release, usually with one Thermobimetal strips, for overload protection.
- the bimetallic strip is in hereinafter also referred to as bimetal or thermobimetal.
- the coil of the Magnetic release and the bimetal of the thermal release flows through and heated directly with it.
- the thermal release trips due to the heat generated by the current a switch mechanism, and in rated operation the current flows through the triggers and that Device heats up due to power loss.
- the thermal release i.e. the bimetallic strip, additionally with a current-carrying winding made of resistance wire provided, which generates the heating necessary for the deflection.
- the thermal bimetal is normally designed as a strip bimetal; instead of one Thermobimetal could also use a shape memory alloy strip become.
- thermomechanical To couple element with the anchor, the anchor in the cooled state of the thermomechanical element is outside the magnetic circuit while it is through the heated thermomechanical element is pushed into the magnetic circuit, but only to the extent that it does not trigger it alone. Only when that The coil mechanism pulls the armature, the switching mechanism is triggered.
- Arrangements see AT-315 90 B, US-PS 5 001 446) is made of a tether spring Shape memory alloy used, which is arranged in the coil tube of the trip coil is. The coil spring is heated by the coil and expands when it reaches one certain temperature. This moves the anchor, which then moves over you Tappet unlatches the rear derailleur.
- DE-OS 27 51 451 an arrangement is described in which the parallel to the coil electromagnetic trigger is connected to a bimetal, one end of which is stationary and a contact point is provided at the other end.
- the arrangement is dimensioned so that the coil of the magnetic release one has significantly higher resistance than thermobimetal.
- the flows normally Main current over the bimetal parallel to the coil.
- the contact point on the bimetal opens and the current flows in its entirety over the coil.
- a trigger amplification achieved with overcurrent and on the other hand a current limitation.
- the advantage is mentioned by simply adjusting the bimetal to change the thermal release in other areas.
- a trigger of the type mentioned at the beginning has become known from FR 1 544 977, in which a coil with an armature and a thermal bimetal is provided.
- the yoke is u-shaped and runs with one leg inside the coil; on this thigh the bimetal is attached, which also reaches through the coil.
- Thermobimetal is u-shaped, one of the legs with the leg of the yoke and the other leg is connected to a wire end of the winding so that obviously the thermal bimetal is traversed by the current, which is also understandable if you look at the length of the bimetal in relation to the axial extension of the Considered coil.
- a trigger has become known from EP 0 037 490 A1 in which the thermal Trigger in the form of a strip of shape memory material arranged parallel to the coil is (see Fig. 3). The thermal release is not traversed by the current here.
- FIGS. 11, 13 and 15 A similar embodiment can also be seen in FIGS. 11, 13 and 15, wherein nothing can be found about the arrangement of a yoke.
- the object of the invention is through the structural design, arrangement and assignment of thermal release and magnetic release over the entire nominal current range and the different trigger characteristics with a significantly reduced Realize the number of components.
- thermobimetal is attached directly to the yoke and parallel to the longitudinal axis the coil runs, the space requirement of the two components is reduced and in addition, both components can be practically combined into a single unit become.
- the thermal release can be outside or inside the yoke lie. Due to the design of the yoke with the two leg webs and The arrangement of the thermal bimetal in the area in between will result in improved heating of the bimetallic metal produced, in which both leg webs for heating of the bimetal.
- Fig. 8 shows a view of a circuit breaker 10 and that inside of the housing 11, which accommodates the individual components of the circuit breaker.
- the circuit breaker 10 has a switch lock 12, one from the switch lock driven contact lever 13 which is rotatably mounted about a pivot point 14 and at the free end of a movable contact piece 15 is attached.
- This movable contact piece 15 cooperates with a fixed contact piece 16 and if an arc occurs during a switching operation between the contact pieces 15 and 16 the arc travels with a base along an arc guide rail 17 in an arc quenching plate packet 18 in which the arc is quenched becomes.
- the other base point of the arc runs along the shape of the contact piece 16.
- the hot switching gases flow out through a channel 19.
- Terminals 20, 21 are provided on opposite narrow sides, and below the key switch 12 are a thermal release 22 and an electromagnetic release 23.
- the thermal release 22 and the electromagnetic Triggers 23 respond to overcurrent or short-circuit current;
- the thermal trigger which is designed in the form of a thermobimetal, acts on the Switch lock 12 on the movable contact lever 13;
- the electromagnetic trigger 23 acts via a magnetic armature 24 directly on the movable contact lever and via a mechanical gear arrangement, not shown, also on the Switch lock so that the contact lever 13 is opened permanently in the event of a short circuit.
- At the bottom of the housing 11 there is a recess 25 with a fixed one Nose 26 and a movable nose 27 so that the circuit breaker 10 on a top-hat rail (not shown) can be snapped on.
- a switch toggle 28 is provided for switching on again after a switch-off action. with which the switch can also be switched off manually.
- the invention is concerned with the assignment of electromagnetic release 23 and thermal trigger 22 to each other.
- Fig. 8 it is shown that the thermal Trigger 22 between the switch 12 and the electromagnetic trigger 23 is, of course, there is the possibility of relating to the thermal release to be placed in front of or behind the electromagnetic release on the plane of the drawing.
- 1 to 4 are different configurations of electromagnetic according to the invention Shown with thermal triggers.
- FIG. 1 and 2 show different views of a first embodiment of a electromagnetic and thermal release.
- the trigger as the combination is to be called in the following, according to FIG. 1 and 2 has the reference number 30. It has a yoke plate 31 on which a coil former 32 is attached, the inside of a core (not shown) and one Impact anchor 33 and around which a coil 34 is wound. On the yoke plate 31 adjoins a yoke leg 35 running perpendicular to it, which is parallel to The central axis of the coil runs and two parallel webs 36 and 37, which run parallel to the central axis of the coil 34. Are at their ends the webs 36 and 37 by means of a U-shaped connecting piece 38 and 39 connected to each other so that there is a U-shape, which is radial with its open side points away from the coil 34. At the connector 38, see Fig. 2, that is fixed end 41 of a bimetal 40 welded and additionally one end 42 of the coil 34. It can be seen that the fastening point on the outside or coil side of the U-shaped connecting piece 38.
- the thermal bimetal 40 runs parallel or from the U-shaped connecting piece 38 approximately parallel to the coil axis up to the connecting piece 39 and projects beyond it or its front edge 43 visible at the front in FIG. 1, whereby the free, movable End of the bimetal 44 within the U-shape of the U-shaped connector 39 is located.
- a conductor 45 is connected on the outer surface of the web 36 near the U-shaped connector 39 and near the bendable end 44 of the bimetal 40 so that a current flow through the conductor 45, the webs 36 and 37 to the connecting piece 38 and from there to the coil 34.
- the bimetallic strip which is in close proximity to the coil 34 approximately parallel to it The longitudinal axis is not flowed through by the current, but by the coil 34 and also indirectly heated by the webs 36, 37.
- the bimetallic metal 40 is thus on the yoke limb projecting above the coil 34 attached to the side of the connecting piece 38 pointing towards the coil 34; the Fastening point is therefore between the yoke leg 35 and the coil 34.
- Das Thermobimetal 40 runs from the free end of the yoke leg 35 to the yoke plate 31 and protrudes above it, the bendable end 44 being outside the connecting piece 39, based on the coil 34 and within the U-shape of the connector 39 is located.
- a coil 50 is provided, which is assigned a yoke 51, which has a U-shape with different lengths Legs 52 and 53 represents.
- the bobbin 54 with the core, not shown is arranged perpendicular to the web 51 and runs parallel to the legs 52 and 53 between these.
- the longer leg 53 which is longer than the coil body 54, has two leg webs 55 and 56, which are connected at their free ends by means of a connecting web 57 are connected.
- the leg webs 55, 56 lie in one plane. From Fig. 4 it can be seen that the fixed end 58 of a bimetallic metal 59 on the connecting web 57 is welded to the side facing the coil 50; on The thermobimetal 59 is also at the same point an end 60 of the coil wire the coil 50 welded.
- the thermal bimetal 59 is located between the Thigh bars 55 and 56 and at the fixed, clamped end between the thigh bars 55, 56 and the coil 50. It projects beyond the web 51 with the free end 61 of the yoke.
- the other end 62 of the coil wire is here on an L-shaped tab 63 attached to the other components, such as a connector or the like. Can be set.
- the through the coil 50 and through the leg webs 56 and 55 flowing current heats the bimetallic metal 59, so that here too an indirect one Heating takes place.
- the leg 52 is, as can be seen in Fig. 4, with a Provide pin 64 which runs parallel to the coil axis.
- the thermal bimetal is in each case indirectly from the coil heat is heated; the current does not flow through the bimetal.
- 5 to 8 show different electrical interconnections of Coil and bimetal shown.
- the magnetic release has a yoke 90 on which a bobbin 91 is fixed, around which the coil 92 is wound.
- the yoke 90 has two legs 93 and 94 of different lengths and on the longer one Leg 93 is attached to a terminal lug 95, on which a bimetal 96th is appropriate.
- the free end of the bimetal 96, which is in the range of Web 97 of the yoke 90 is with a stranded conductor 98 with an end 99 of the Coil connected.
- the other end 100 of the coil is connected to the web 97.
- On the connecting lug 95 connects a connecting conductor 101, the other end of which a terminal 102 is connected.
- the current flows from line 101 through thermal bimetal 96 to that Stranded conductor 98 and on the other hand via the leg 93, the end 100, through the coil 92 and over the other coil wire end 99 to a branch point 103 which is followed by a continuing conductor 104.
- the bimetal 96 is connected.
- the current flows from the Terminal 102 via line 105, coil 92, yoke 90 with leg 93 for Tab 95 and through the bimetal 96, so that in the embodiment according to FIG. 6 the two elements coil, yoke and thermobimetal are connected in series are.
- the yoke shapes can also be used with these circuit arrangements Legs according to FIGS. 1 to 4 are used.
- Thermobimetal 96 does not flow through the current, but from the heat of the coil 92 and also indirectly heated by the heat of the yoke leg 93.
- the yoke is traversed by the current and thus becomes the bimetal from the coil and the yoke leg, in the area of which the thermobimetal is located, heated. Accordingly, the yoke leg must have a certain longitudinal section cover the bimetallic strip, the length being such that the bimetallic strip is sufficiently heated by the yoke.
- the embodiments according to FIGS. 1 to 4 is the fixed end of the bimetal at the free end of the yoke leg fastened and protrudes from the yoke web running perpendicular to the coil axis.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Überstrom- und Kurzschlussauslöser für einen elektrischen Installationsschalter, nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3.The invention relates to an overcurrent and short-circuit release for an electrical Installation switch, according to the preamble of claims 1 and 3.
Leitungsschutzschalter zum Schutz gegen thermische Überlast und Kurzschluß sind prinzipiell gleich aufgebaut. Sie besitzen einen Magnetauslöser für den Kurzschlussschutz und einen thermischen Auslöser, meist mit einem Thermobimetallstreifen, für den Überlastschutz. Der Thermobimetallstreifen wird in folgendem kurz auch als Bimetall oder Thermobimetall bezeichnet.Miniature circuit breakers for protection against thermal overload and short circuit basically built the same. You have a magnetic trigger for the Short-circuit protection and a thermal release, usually with one Thermobimetal strips, for overload protection. The bimetallic strip is in hereinafter also referred to as bimetal or thermobimetal.
Bei bekannten Ausführungen von Leitungschutzschaltern sind die Spule des Magnetauslösers und das Bimetall des thermischen Auslösers stromdurchflossen und damit direkt beheizt. Bei Überlast löst der thermische Auslöser infolge der Stromwärme ein Schaltwerk aus, und im Nennbetrieb fließt der Strom durch die Auslöser und das Gerät erwärmt sich aufgrund der Verlustleistung. Bei kleinen Nennströmen, beispielsweise kleiner als 4 Ampere, wird der thermische Auslöser, also der Thermobimetallstreifen, zusätzlich mit einer stromdurchflossenen Wicklung aus Widerstandsdraht versehen, die die für die Ausbiegung nötige Erwärmung erzeugt.In known versions of circuit breakers, the coil of the Magnetic release and the bimetal of the thermal release flows through and heated directly with it. In the event of an overload, the thermal release trips due to the heat generated by the current a switch mechanism, and in rated operation the current flows through the triggers and that Device heats up due to power loss. With small rated currents, for example less than 4 amperes, the thermal release, i.e. the bimetallic strip, additionally with a current-carrying winding made of resistance wire provided, which generates the heating necessary for the deflection.
Das Thermobimetall ist im Normalfall als Streifenbimetall ausgebildet; anstatt eines Thermobimetalls könnte auch ein Streifen aus einer Formgedächtnislegierung verwendet werden.The thermal bimetal is normally designed as a strip bimetal; instead of one Thermobimetal could also use a shape memory alloy strip become.
Bei einer bekannten Anordnung wird eine Bimetallschnappschneibe verwendet, die direkt und zentral in axialer Richtung neben dem Magnetauslöser angeordnet ist, siehe DE-PS 36 37 275. Aus der DE-OS 42 24 046 ist bekannt, ein thermomechanisches Element mit dem Anker zu koppeln, wobei der Anker in abgekühltem Zustand des thermomechanischen Elementes außerhalb des Magnetkreises liegt, während er durch das erwärmte thermomechanische Element in den Magnetkreis hineingeschoben wird, jedoch nur soweit, daß dadurch allein noch keine Auslösung erfolgt. Erst wenn die Spule den Anker anzieht, wird der Schaltmechanismus ausgelöst. In weiteren bekannten Anordnungen (siehe AT-315 90 B, US-PS 5 001 446) wird eine Fesselfeder aus Formgedächtnislegierung verwendet, die im Spulenrohr der Auslösespule angeordnet ist. Die Fesselfeder wird durch die Spule beheizt und dehnt sich bei Erreichen einer bestimmten Temperatur aus. Dadurch wird der Anker bewegt, der dann über einen Stößel das Schaltwerk entklinkt.In a known arrangement, a bimetallic snap disk is used which is located directly and centrally in the axial direction next to the magnetic release, see DE-PS 36 37 275. From DE-OS 42 24 046 is known a thermomechanical To couple element with the anchor, the anchor in the cooled state of the thermomechanical element is outside the magnetic circuit while it is through the heated thermomechanical element is pushed into the magnetic circuit, but only to the extent that it does not trigger it alone. Only when that The coil mechanism pulls the armature, the switching mechanism is triggered. In other known ones Arrangements (see AT-315 90 B, US-PS 5 001 446) is made of a tether spring Shape memory alloy used, which is arranged in the coil tube of the trip coil is. The coil spring is heated by the coil and expands when it reaches one certain temperature. This moves the anchor, which then moves over you Tappet unlatches the rear derailleur.
In der DE-OS 27 51 451 ist eine Anordnung beschrieben, in der parallel zur Spule des elektromagnetischen Auslösers ein Thermobimetall geschaltet ist, dessen eines Ende ortsfest gelagert ist und an dessen anderem Ende eine Kontaktstelle vorgesehen ist. Die Anordnung ist so dimensioniert, daß die Spule des magnetischen Auslösers einen erheblich höheren Widerstand besitzt als das Thermobimetall. Im Normalfall fließt der Hauptstrom über das Thermobimetall parallel zur Spule. Sobald ein Überstrom oder Kurzschlußstrom auftritt, öffnet sich die Kontaktstelle am Thermobimetall und der Strom fließt in seiner Gesamtheit über die Spule. Auf diese Weise wird einerseits eine Auslöseverstärkung bei Überstrom und andererseits eine Strombegrenzung erzielt. Als weiterer Vorteil wird die Möglichkeit erwähnt, durch einfache Verstellung des Thermobimetalls die thermische Auslösung in weiteren Bereichen zu ändern.In DE-OS 27 51 451 an arrangement is described in which the parallel to the coil electromagnetic trigger is connected to a bimetal, one end of which is stationary and a contact point is provided at the other end. The arrangement is dimensioned so that the coil of the magnetic release one has significantly higher resistance than thermobimetal. The flows normally Main current over the bimetal parallel to the coil. As soon as an overcurrent or Short-circuit current occurs, the contact point on the bimetal opens and the current flows in its entirety over the coil. In this way, on the one hand, a trigger amplification achieved with overcurrent and on the other hand a current limitation. As another The advantage is mentioned by simply adjusting the bimetal to change the thermal release in other areas.
Es ist auch bekannt, einen Widerstandsdraht mit positivem Temperaturkoeffizienten parallel zur Spulenwicklung des Magnetauslösers zu schalten. Im Fall des Auftretens eines Kurzschlußstromes ändert sich der Widerstand des Drahtes schlagartig, der Strom kommutiert in die Auslösespule und vergrößert den auf die induktive Wicklung einwirkenden Strom. Durch geeignete Dimensionierung der Auslöserspule und des Widerstandsdrahtes kann erreicht werden, daß innerhalb des Nennstrombereiches über den Widerstandsdraht ein um ein Vielfaches größerer Stromanteil fließt als über die Auslöserspule. Hierdurch ist es möglich, ein und denselben Magnetauslöser mit gleicher induktiver Wicklung für mehrere Nennströme zu verwenden.It is also known to use a resistance wire with a positive temperature coefficient to be connected in parallel to the coil winding of the magnetic release. In case of occurrence a short-circuit current, the resistance of the wire changes suddenly Current commutates into the trip coil and increases the amount on the inductive winding acting current. By suitable dimensioning of the trigger coil and the resistance wire can be achieved that within the nominal current range the resistance wire flows a much larger proportion of current than via the Trip coil. This makes it possible to use the same magnetic release with the same to use inductive winding for several nominal currents.
Bei allen diesen Anordnungen von Spule und Bimetall ist eine große Anzahl von Varianten notwendig, um den gesamten, bei Leitungsschutzschaltern üblichen Nennstrombereich von 0,2 Ampere bis 63 Ampere sowie die unterschiedlichen Auslösecharakteristiken abzudecken. Je nach Nennstrom und Auslösecharakteristik müsssen unterschiedliche Bimetallmaterialien und eine Vielzahl von unterschiedlichen Spulendrähten sowie Fesselfedern zur Einstellung des magnetischen Ansprechwertes eingesetzt werden. Außerdem ist der Platzbedarf bei allen diesen Anordnungen recht groß.There are a large number of variants in all of these arrangements of coil and bimetal necessary to cover the entire nominal current range usual for miniature circuit breakers from 0.2 amps to 63 amps as well as the different tripping characteristics cover. Depending on the nominal current and tripping characteristics, different Bimetal materials and a variety of different coil wires as well as cage springs to adjust the magnetic response value. In addition, the space requirement in all of these arrangements is quite large.
Aus der FR 1 544 977 ist ein Auslöser der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei dem eine Spule mit einem Anker und ein Thermobimetall vorgesehen ist. Das Joch ist u-förmig und verläuft mit einem Schenkel innerhalb der Spule; an diesem Schenkel ist das Thermobimetall befestigt, das ebenfalls die Spule durchgreift. Das Thermobimetall ist u-förmig, wobei einer der Schenkel mit dem Schenkel des Joches und der andere Schenkel mit einem Drahtende der Wicklung verbunden ist, so daß offensichtlich das Thermobimetall vom Strom durchflossen ist, was auch einsichtig ist, wenn man die Länge des Thermobimetalls bezogen auf die axiale Erstreckung der Spule betrachtet. A trigger of the type mentioned at the beginning has become known from FR 1 544 977, in which a coil with an armature and a thermal bimetal is provided. The yoke is u-shaped and runs with one leg inside the coil; on this thigh the bimetal is attached, which also reaches through the coil. The Thermobimetal is u-shaped, one of the legs with the leg of the yoke and the other leg is connected to a wire end of the winding so that obviously the thermal bimetal is traversed by the current, which is also understandable if you look at the length of the bimetal in relation to the axial extension of the Considered coil.
Aus der EP 0 037 490 A 1 ist ein Auslöser bekannt geworden, bei dem der thermische Auslöser in Form eines Streifens aus Formgedächtnismaterial parallel zur Spule angeordnet ist (siehe Fig. 3). Der thermische Auslöser ist hier nicht vom Strom durchflossen. Eine ähnliche Ausgestaltung ist auch den Figuren 11, 13 und 15 zu entnehmen, wobei über die Anordnung eines Jochs nichts zu finden ist.A trigger has become known from EP 0 037 490 A1 in which the thermal Trigger in the form of a strip of shape memory material arranged parallel to the coil is (see Fig. 3). The thermal release is not traversed by the current here. A similar embodiment can also be seen in FIGS. 11, 13 and 15, wherein nothing can be found about the arrangement of a yoke.
Aufgabe der Erfindung ist es, durch die konstruktive Ausgestaltung, Anordnung und Zuordnung von thermischem Auslöser und Magnetauslöser den gesamten Nennstrombereich und die unterschiedlichen Auslösecharakteristiken mit einer deutlich reduzierten Anzahl an Bauteilen zu realisieren.The object of the invention is through the structural design, arrangement and assignment of thermal release and magnetic release over the entire nominal current range and the different trigger characteristics with a significantly reduced Realize the number of components.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 3.This object is achieved by the characterizing features of the Claim 1 or Claim 3.
Dadurch, dass das Thermobimetall direkt am Joch befestigt ist und parallel zur Längsachse der Spule verläuft, ist der Platzbedarf der beiden Komponenten reduziert und darüber hinaus können beide Komponenten praktisch zu einer einzigen Einheit kombiniert werden. Dabei kann der thermische Auslöser außerhalb oder innerhalb des Joches liegen. Auf Grund der Ausgestaltung des Joches mit den beiden Schenkelstegen und der Anordnung des Thermobimetalls im Bereich dazwischen wird eine verbesserte Erwärmung des Thermobimetalls erzeugt, in dem beide Schenkelstege zur Erwärmung des Thermobimetalls beitragen.Because the thermobimetal is attached directly to the yoke and parallel to the longitudinal axis the coil runs, the space requirement of the two components is reduced and in addition, both components can be practically combined into a single unit become. The thermal release can be outside or inside the yoke lie. Due to the design of the yoke with the two leg webs and The arrangement of the thermal bimetal in the area in between will result in improved heating of the bimetallic metal produced, in which both leg webs for heating of the bimetal.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen. Further advantageous refinements and improvements of the invention are the others See subclaims.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Using the drawing, in which some embodiments of the invention are shown are, the invention and other advantageous refinements and improvements the invention are explained and described in more detail.
Es zeigen:
- Fig. 1 bis 4
- zwei unterschiedliche Ausgestaltungen der Erfindung, in unterschiedlichen Ansichten,
- Fig. 5 bis 7
- einige Ausführungsformen von Schaltungsanordnungen von Spule und Thermobimetall, und
- Fig. 8
- eine schematische Einsicht in einen Leitungschutzschalter zur Darstellung der Anordnung der einzelnen Komponenten innerhalb des Schaltgerätes.
- 1 to 4
- two different configurations of the invention, in different views,
- 5 to 7
- some embodiments of coil and thermobimetal circuitry, and
- Fig. 8
- a schematic view of a circuit breaker to show the arrangement of the individual components within the switching device.
Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 8.Reference is now made to FIG. 8.
Die Fig. 8 zeigt eine Einsicht in einen Leitungsschutzschalter 10 und zwar ins Innere
des Gehäuses 11, das die einzelnen Komponenten des Leitungsschutzschalters aufnimmt.
Der Leitungsschutzschalter 10 besitzt ein Schaltschloß 12, einen vom Schaltschloß
angetriebenen Kontakthebel 13, der um einen Drehpunkt 14 drehbar gelagert ist
und an dessen freiem Ende ein bewegliches Kontaktstück 15 angebracht ist. Dieses
bewegliche Kontaktstück 15 arbeitet mit einem festen Kontaktstück 16 zusammen und
wenn bei einer Schalthandlung zwischen den Kontaktstücken 15 und 16 ein Lichtbogen
gezogen wird, dann wandert der Lichtbogen mit einem Fußpunkt entlang einer Lichtbogenleitschiene
17 in ein Lichtbogenlöschblechpaket 18, in dem der Lichtbogen gelöscht
wird. Der andere Fußpunkt des Lichtbogens läuft entlang der Form des Kontaktstückes
16. Die heißen Schaltgase strömen nach außen über einen Kanal 19 ab. Fig. 8 shows a view of a
An sich gegenüberliegenden Schmalseiten sind Anschlußklemmen 20, 21 vorgesehen,
und unterhalb des Schaltschlosses 12 befinden sich ein thermischer Auslöser 22 und
ein elektromagnetischer Auslöser 23. Der thermische Auslöser 22 und der elektromagnetische
Auslöser 23 sprechen auf Überstrom bzw. auf Kurzschlußstrom an; der
thermische Auslöser, der in Form eines Thermobimetalls ausgebildet ist, wirkt über das
Schaltschloß 12 auf den beweglichen Kontakthebel 13; der elektromagnetische Auslöser
23 wirkt über einen Magnetanker 24 direkt auf den beweglichen Kontakthebel und
über eine nicht näher dargestellte mechanische Getriebeanordnung ebenfalls auf das
Schaltschloß, damit der Kontakthebel 13 bei einem Kurzschluß bleibend geöffnet wird.
Am Boden des Gehäuses 11 befindet sich eine Ausnehmung 25 mit einer feststehenden
Nase 26 und einer beweglichen Nase 27, so daß der Leitungsschutzschalter 10 auf
einer Hutprofiltragschiene (nicht näher dargestellt) aufgeschnappt werden kann.
Zum Wiedereinschalten nach einer Ausschalthandlung ist ein Schaltknebel 28 vorgesehen,
mit dem der Schalter auch manuell ausschaltbar ist.A
Die Zuordnung der einzelnen Komponenten Schaltschloß, thermischer und magnetischer Auslöser, Anschlußklemmen, Kontakthebel, Lichtbogenlöschblechpaket und dgl. sind je nach Anordnung eines Leitungsschutzschalters unterschiedlich; die Fig. 8 zeigt schematisch eine handelsübliche Ausführungsform, die der des Leitungsschutzschalters S2 der Firma ABB Stotz-Kontakt GmbH, Heidelberg, im wesentlichen gleicht.The assignment of the individual components switch lock, thermal and magnetic Triggers, terminals, contact levers, arc quenching plate package and the like. are different depending on the arrangement of a circuit breaker; 8 shows schematically a commercial embodiment, that of the circuit breaker S2 from ABB Stotz-Kontakt GmbH, Heidelberg, is essentially the same.
Die Erfindung befaßt sich mit der Zuordnung von elektromagnetischem Auslöser 23
und thermischem Auslöser 22 zueinander. In der Fig. 8 ist dargestellt, daß der thermische
Auslöser 22 zwischen dem Schaltschloß 12 und dem elektromagnetischen Auslöser
23 liegt, selbstverständlich besteht die Möglichkeit, den thermischen Auslöser bezüglich
der Zeichenebene vor oder hinter dem elektromagnetischen Auslöser anzuordnen.The invention is concerned with the assignment of
In den Fig. 1 bis 4 sind unterschiedliche erfindungsgemäße Ausgestaltungen von elektromagnetischen Auslösern mit thermischen Auslösern dargestellt. 1 to 4 are different configurations of electromagnetic according to the invention Shown with thermal triggers.
Die Fig. 1 und 2 zeigen unterschiedliche Ansichten einer ersten Ausführungsform eines elektromagnetischen und thermischen Auslösers.1 and 2 show different views of a first embodiment of a electromagnetic and thermal release.
Der Auslöser, wie die Kombination im folgenden genannt werden soll, gemäß Fig. 1
und 2 besitzt die Bezugsziffer 30. Er weist eine Jochplatte 31 auf, an der ein Spulenkörper
32 angebracht ist, der im Inneren einen Kern (nicht gezeigt) und einen
Schlaganker 33 aufweist und um den herum eine Spule 34 gewickelt ist. An der Jochplatte
31 schließt senkrecht dazu verlaufend ein Jochschenkel 35 an, der parallel zur
Mittelachse der Spule verläuft und zwei parallel zueinander ausgerichtete Stege 36 und
37 aufweist, die parallel zur Mittelachse der Spule 34 verlaufen. An ihren Enden sind
die Stege 36 und 37 mittels je eines U-förmigen Verbindungsstückes 38 und 39
miteinander verbunden, so daß sich eine U-Form ergibt, die mit ihrer offenen Seite radial
von der Spule 34 wegweist. An dem Verbindungsstück 38, siehe Fig. 2, ist das
feststehende Ende 41 eines Thermobimetalls 40 festgeschweißt und zusätzlich noch
ein Ende 42 der Spule 34. Man erkennt, daß die Befestigungsstelle auf der Außenseite
bzw. Spulenseite des U-förmigen Verbindungsstückes 38 liegt.The trigger, as the combination is to be called in the following, according to FIG. 1
and 2 has the
Das Thermobimetall 40 verläuft von dem U-förmigen Verbindungsstück 38 parallel oder
etwa parallel zur Spulenachse bis zu dem Verbindungsstück 39 und überragt dieses
bzw. dessen in Fig. 1 vorn sichtbare Stirnkante 43, wobei sich das freie, bewegbare
Ende des Thermobimetalls 44 innerhalb der U-Form des U-förmigen Verbindungsstükkes
39 befindet. Auf der Außenfläche des Steges 36 in der Nähe des U-förmigen Verbindungsstückes
39 und in der Nähe des ausbiegbaren Endes 44 des Thermobimetalls
40 ist ein Leiter 45 angeschlossen, so daß ein Stromfluß durch den Leiter 45, die Stege
36 und 37 zu dem Verbindungsstück 38 und von dort zur Spule 34 erfolgt.The thermal bimetal 40 runs parallel or from the
Das Thermobimetall, welches in unmittelbarer Nähe zur Spule 34 etwa parallel zu deren
Längsachse verläuft, wird vom Strom nicht durchflossen, sondern von der Spule 34
und auch von den Stegen 36, 37 indirekt beheizt.The bimetallic strip, which is in close proximity to the
Das Thermobimetall 40 also ist an dem die Spule 34 überragenden Jochschenkel und
zwar an der zur Spule 34 hinweisenden Seite des Verbindungsstückes 38 befestigt; die
Befestigungsstelle liegt also zwischen dem Jochschenkel 35 und der Spule 34. Das
Thermobimetall 40 verläuft von dem freien Ende des Jochschenkels 35 hin zur Jochplatte
31 und überragt diese, wobei sich das ausbiegbare Ende 44 außerhalb des Verbindungsstückes
39, bezogen auf die Spule 34 und innerhalb der U-Form des Verbindungsstückes
39 befindet.The
Bei einer zweiten Ausführung gemäß den Fig. 3 und 4 ist eine Spule 50 vorgesehen,
der ein Joch 51 zugeordnet ist, welches eine U-Form mit unterschiedlich langen
Schenkeln 52 und 53 darstellt. Der Spulenkörper 54 mit dem nicht gezeichneten Kern
ist senkrecht zu dem Steg 51 angeordnet und verläuft parallel zu den Schenkeln 52 und
53 zwischen diesen.In a second embodiment according to FIGS. 3 and 4, a
Der längere Schenkel 53, der länger ist als der Spulenkörper 54, besitzt zwei Schenkelstege
55 und 56, die an ihren freien Enden mittels eines Verbindungssteges 57 miteinander
verbunden sind. Die Schenkelstege 55, 56 liegen in einer Ebene. Aus Fig. 4
ist ersichtlich, daß das feststehende Ende 58 eines Thermobimetalls 59 an dem Verbindungssteg
57 auf dessen der Spule 50 zugewandten Seite festgeschweißt ist; auf
dem Thermobimetall 59 ist an der gleichen Stelle auch ein Ende 60 des Spulendrahtes
der Spule 50 festgeschweißt. Das Thermobimetall 59 befindet sich zwischen den
Schenkelstegen 55 und 56 und am festen, eingespannten Ende zwischen den Sehenkelstegen
55, 56 und der Spule 50. Es überragt mit dem freien Ende 61 den Steg 51
des Joches. Das andere Ende 62 des Spulendrahtes ist hier an einer L-förmigen Lasche
63 befestigt, an der weitere Komponenten, beispielsweise eine Anschlußklemme
oder dgl., festgelegt sein können. Der durch die Spule 50 und durch die Schenkelstege
56 und 55 fließende Strom erhitzt das Thermobimetall 59, so daß auch hier eine indirekte
Beheizung erfolgt. Der Schenkel 52 ist, wie in Fig. 4 ersichtlich ist, mit einem
Zapfen 64 versehen, der parallel zur Spulenachse verläuft.The
Bei den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 4 ist das Thermobimetall jeweils indirekt von der Spulenwärme beheizt; der Strom durchfließt das Thermobimetall nicht. 1 to 4, the thermal bimetal is in each case indirectly from the coil heat is heated; the current does not flow through the bimetal.
In den Figuren 5 bis 8 sind unterschiedliche elektrische Zusammenschaltungen von Spule und Thermobimetall dargestellt.5 to 8 show different electrical interconnections of Coil and bimetal shown.
Bei der Ausführung nach Fig. 5 besitzt der magnetische Auslöser ein Joch 90, an dem
ein Spulenkörper 91 befestigt ist, um den herum die Spule 92 gewickelt ist. Das Joch
90 besitzt zwei unterschiedlich lange Schenkel 93 und 94 und an dem längeren
Schenkel 93 ist eine Anschlußfahne 95 befestigt, an dem ein Thermobimetall 96
angebracht ist. Das freie Ende des Thermobimetalls 96, welches sich im Bereich des
Steges 97 des Joches 90 befindet, ist mit einem Litzenleiter 98 mit einem Ende 99 der
Spule verbunden. Das andere Ende 100 der Spule ist mit dem Steg 97 verbunden. An
der Anschlußfahne 95 schließt ein Anschlußleiter 101 an, dessen anderes Ende mit
einer Anschlußklemme 102 verbunden ist.5, the magnetic release has a
Der Strom fließt von der Leitung 101 einmal durch das Thermobimetall 96 zu dem
Litzenleiter 98 und zum anderen über den Schenkel 93, das Ende 100, durch die Spule
92 und über das andere Spulendrahtende 99 zu einem Verzweigungspunkt 103, an
dem ein weiterführender Leiter 104 anschließt.The current flows from
Bei der Ausführung nach Fig. 5 fließt der Strom sowohl durch die Spule als auch durch das Bimetall, so daß hier beide elektrisch parallel geschaltet sind.5, the current flows both through the coil and through the bimetal, so that here both are electrically connected in parallel.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 6 ist zwischen
der Anschlußklemme 102 und dem Ende 99 der Spule 92 ein Leiter 105 geschaltet;
das andere Ende 100 der Spule 92 ist mit dem Joch 90 verbunden; an der
Anschlußfahne 95 ist das Thermobimetall 96 angeschlossen. Der Strom fließt von der
Klemme 102 über die Leitung 105, die Spule 92, das Joch 90 mit dem Schenkel 93 zur
Lasche 95 und durch das Thermobimetall 96, so daß bei der Ausführung nach Fig. 6
die beiden Elemente Spule, Joch und Thermobimetall in Reihe miteinander geschaltet
sind.6 is between
a terminal 105 is connected to the terminal 102 and the
Auch bei diesen Schaltungsanordnungen können die Jochformen mit den Schenkelstegen gemäß Fig. 1 bis 4 eingesetzt werden. The yoke shapes can also be used with these circuit arrangements Legs according to FIGS. 1 to 4 are used.
Die Ausführung gemäß Fig. 7 zeigt die indirekte Beheizung des Thermobimetalls durch
die Spule gemäß den Fig. 1 bis 4. Der Strom fließt von der Anschlußklemme 102 über
die Anschlußleitung 105 zum Ende 99 der Spule 92; das andere Ende 100 ist zur Lasche
95 geführt und fließt von dort über den Jochschenkel 93 weiter. Dadurch wird das
Thermobimetall 96 nicht vom Strom durchflossen, sondern von der Wärme der Spule
92 und auch von der Wärme des Jochschenkels 93 indirekt beheizt.7 shows the indirect heating of the bimetal by
1 to 4. The current flows from the
Selbstverständlich ist es möglich, bei kleinen Strömen kleiner als 4 Ampere auch eine indirekte Beheizung des Thermobimetalls 96 durch eine Umwicklung mit einem Heizdraht zu erzeugen. In diesem Falle wäre der Heizdraht parallel zu der Spule geschaltet, um den Widerstand des gesamten Schalters zu überwinden.Of course it is possible, with small currents less than 4 amperes, also one indirect heating of the bimetallic 96 by wrapping with a To generate heating wire. In this case the heating wire would be connected in parallel to the coil, to overcome the resistance of the entire switch.
Bei allen Lösungen wird das Joch vom Strom durchflossen und damit wird das Bimetall von der Spule und dem Jochschenkel, in dessen Bereich sich das Thermobimetall befindet, beheizt. Demgemäß muß der Jochschenkel einen bestimmten Längsabschnitt des Thermobimetalls überdecken, wobei die Länge so bemessen ist, daß das Thermobimetall ausreichend vom Joch beheizt wird. Bei den Ausführungen gemäß den Fig. 1 bis 4 ist das ortsfeste Ende des Thermobimetalls am freien Ende des Jochschenkels befestigt und überragt den senkrecht zur Spulenachse verlaufenden Jochsteg.With all solutions, the yoke is traversed by the current and thus becomes the bimetal from the coil and the yoke leg, in the area of which the thermobimetal is located, heated. Accordingly, the yoke leg must have a certain longitudinal section cover the bimetallic strip, the length being such that the bimetallic strip is sufficiently heated by the yoke. In the embodiments according to FIGS. 1 to 4 is the fixed end of the bimetal at the free end of the yoke leg fastened and protrudes from the yoke web running perpendicular to the coil axis.
Claims (8)
- Overcurrent and short-circuit release for a service switch, in particular for a circuit breaker, having a thermal release in the form of a bimetallic strip and having an electromagnetic impact armature release with impact armature, coil, yoke and core, with the yoke having a limb which runs parallel to the coil axis, on which the thermal release is mounted and runs parallel to the axis of the coil and to the limb of the yoke of the electromagnetic release so that it is heated by the coil through which the current flows and by the yoke through which the current flows, characterized in that that limb (35) of the yoke which runs parallel to the coil axis has two parallel limb webs (36, 37) which are connected at their ends to U-shaped connecting pieces (38, 39), in that the bimetallic strip is attached, together with one end of the wire of the coil, to one of the connecting pieces (38) and runs parallel to the coil axis and in the area between the limb webs.
- Release according to Claim 1, characterized in that the connecting pieces (38, 39) are U-shaped, in that the U-shape is open to the outside radially away from the coil (34), in that the fixed end of the bimetallic strip (40) is attached to the free end of the limb (35) between the connecting piece (38) and the coil (34), and in that the free end of the bimetallic strip (40) runs within the U-shape of the connecting piece (39) and, with respect to the coil (34), outside the connecting piece (39).
- Overcurrent and short-circuit release for a service switch, in particular for a circuit breaker, having a thermal release in the form of a bimetallic strip and having an electromagnetic impact armature release with impact armature, coil, yoke and core, with the yoke having a limb which runs parallel to the coil axis, on which the thermal release is mounted and runs parallel to the axis of the coil and to the limb of the yoke of the electromagnetic release so that it is heated by the coil through which the current flows and by the yoke through which the current flows, characterized in that the yoke is U-shaped and its web covers the coil at right angles to the coil axis, with one of the limbs overhanging the coil (50) with the coil former in the axial direction, in that this limb has two limb webs (55, 56) which lie in a plane and are connected to one another at their free end by means of a connecting web (57), and in that the bimetallic strip (59) is attached together with one end of the winding wire of the coil (50) to that surface of the connecting web (57) which faces the coil.
- Release according to Claim 3, characterized in that the bimetallic strip runs between the two limb webs (55, 56) on the one hand and with the fixed end between the limb webs (55, 56) and the coil (50) and with the free end outside the limb webs (55, 56) on the other hand, and overhangs the web (51) of the U-shaped yoke.
- Release according to one of the preceding claims, characterized in that the length of the limb corresponds to the length of the bimetallic strip, and is preferably of equal size or is larger.
- Release according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the thermal release is connected in parallel with the coil and possibly in parallel with the yoke.
- Release according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the thermal release is connected in series with the coil.
- Release according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the current does not flow through the thermal release, which is heated by the heat from the coil.
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