EP0990247B1 - Auslöse-einrichtung für ein überstrom-abschaltgerät - Google Patents

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EP0990247B1
EP0990247B1 EP98929114A EP98929114A EP0990247B1 EP 0990247 B1 EP0990247 B1 EP 0990247B1 EP 98929114 A EP98929114 A EP 98929114A EP 98929114 A EP98929114 A EP 98929114A EP 0990247 B1 EP0990247 B1 EP 0990247B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
coil
triggering device
tripping
current
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98929114A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0990247A1 (de
Inventor
Tibor Polgar
Paul Kadan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Felten and Guilleaume Austria AG
Original Assignee
Felten and Guilleaume Austria AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Felten and Guilleaume Austria AG filed Critical Felten and Guilleaume Austria AG
Publication of EP0990247A1 publication Critical patent/EP0990247A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0990247B1 publication Critical patent/EP0990247B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/26—Electromagnetic mechanisms with windings acting in opposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/1081—Modifications for selective or back-up protection; Correlation between feeder and branch circuit breaker

Definitions

  • the invention relates to a tripping device for an overcurrent shutdown device, such as Miniature circuit breaker, comprising a trigger armature which actuates a switch lock and which can be actuated by a coil through which a current to be monitored flows.
  • an overcurrent shutdown device such as Miniature circuit breaker
  • Fuses are essentially used on overcurrent switch-off devices - they can only be used for a single switch-off process - and on the other hand reusable circuit breakers that can therefore be used several times are used.
  • an overload protection of the above-mentioned designs is normally provided in the supply line before this supply line is divided into a plurality of circuits connected in parallel with one another.
  • Each of these circuits has its own protective devices - usually consisting of personal protection (RCCBs or the like) and system protection (circuit breakers, fuses or the like). If necessary, these circuits can in turn be subdivided into further sub-circuits that are also protected by protective devices.
  • Such a circuit structure results in a series connection of the protective devices of the feed line, circuit and sub-circuit.
  • this selectivity is determined by the heating power required for melting the fuse wire, which is proportional to the square of the current and the duration of the overcurrent.
  • a first device is provided for switching off overcurrents which are only slightly above the nominal system current and act over longer periods of time.
  • the second, so-called short-circuit current triggering is usually implemented by a coil through which the current to be monitored flows and with a movable armature which effects the shutdown.
  • thermal bimetal strips through which the current to be monitored flow are used, which bimetal strips deform analogously to the fuse wires in proportion to the square of the current and the time and by this deformation enable the switching action of the short-circuit current release with a time delay.
  • bimetallic strips are components that on the one hand have to be mechanically adjusted precisely and on the other hand require additional electrical connections. In summary, they result in a significant complication of the circuit breaker structure and thus a deterioration in the functional reliability and a more complicated manufacture.
  • Another disadvantage of such designs is that the time-delayed shutdown achieved by the bimetal elements is maintained regardless of the level of the current to be monitored. This results in a time-delayed response of the protective device even with very high short-circuit currents, which should be switched off without any delay to protect the system.
  • the object of the invention is to provide a triggering device of the type mentioned at the outset, which has a selective triggering behavior, but for this only has a few, insensitive and easy-to-install components to be added to the conventional triggering coil.
  • the triggering device according to the invention should lose its selectivity and respond without delay when the current to be monitored reaches a certain, predeterminable value.
  • this is achieved in that the trigger armature is held in its rest position by a spring and by an electromagnet, the coil of which is traversed by the current to be monitored or a current proportional to the current to be monitored, and that the coil when a predeterminable is reached Current strength can be short-circuited.
  • the response of the trigger armature is delayed by simple design measures until the force exerted by the coil on the trigger armature exceeds the holding force of the electromagnet.
  • the selectivity is also automatically adapted to the current strength of the current to be monitored, but is abruptly reduced by short-circuiting, which leads to an immediate reduction in the holding magnetism.
  • turns of the outermost winding layer of the coil have sections kept free of insulating material and that an electrically conductive bridge is provided which can be brought into contact with these sections when a predeterminable current intensity is reached.
  • the coil has only one winding layer and that all turns of this winding layer have sections kept free of insulating material.
  • This design allows each turn of the coil to be short-circuited, which ensures a particularly rapid breakdown of the magnetic field.
  • the electrically conductive bridge is fixed on a short-circuit armature, which short-circuit armature is moved from the electromagnet from a rest position into the bridge Contact with the positions free of insulating material is movable, this short-circuit armature is held in its rest position with a predetermined holding force.
  • a further feature of the invention can be that the holding force holding the short-circuit armature in its rest position can be generated by an elastic component connected to the short-circuit armature and the housing of the release device.
  • Such components are small in size, so that they only slightly increase the overall size of the triggering device according to the invention.
  • the elastic component is formed by a helical spring, preferably a compression spring, since such components can be manufactured very easily with the forces required for this application.
  • the release armature can be moved indirectly by a coil, preferably by means of at least one elastic coupling member and optionally one or more auxiliary anchors connected to the release armature by the coil can be actuated.
  • the elastic coupling allows the magnet armature to be moved even before the holding force is reached, this movement continuously building up the force acting on the release armature via the coupling member. This is particularly advantageous in the case of overcurrents with a long rise time, since the magnetic armature has already covered a large part of its path here when the switching threshold is reached, with rigid coupling or when the coil acts directly on the trigger armature when it reaches the Switching threshold is only released and must travel the entire way to the switching lock.
  • the at least one elastic coupling member is formed by a helical spring.
  • Coupling links of this type require little space, but at the same time have good elasticity which remains relatively constant over time.
  • the magnetic armature is arranged at least in sections inside the coil.
  • the magnetic armature can thus be moved in a precisely predictable manner by the magnetic forces of the current to be monitored.
  • the trigger armature is also arranged in the interior of the coil, the trigger armature being formed from non-magnetizable material.
  • the release armature has a shoulder which extends through the magnet armature and preferably runs parallel to the longitudinal axis of the coil, on which shoulder a component made of magnetizable material is fixed, which component is held by the electromagnet.
  • the electromagnet has an H-shaped yoke, the crossbar of which carries the coil, the first pair of legs acts on the release armature via the component and the second pair of legs acts on the short-circuit armature.
  • the electromagnet is arranged with its longitudinal axis normal to the longitudinal axis of the release armature.
  • the longitudinal extent of the entire triggering device can thus be kept small.
  • the short-circuit armature is laminated.
  • the tripping device for an overcurrent shutdown device such as e.g. Miniature circuit breaker, has a tripping armature 11, which can actuate a key switch 18 via a pin-shaped extension 27.
  • This switch lock 18 is operatively connected to one or more movable contacts 28 carrying a current to be monitored and opens them when actuated by the pin-shaped extension 27.
  • the trigger armature 11 is arranged inside a coil 6 through which the current to be monitored flows and can, because it is made of a magnetizable material, through which the magnetic field generated by the coil 6 is moved in the direction of the switching mechanism 18, as symbolically represented by the arrow 110.
  • the reset armature 11 is returned to its rest position - represented by arrow 120 - by a spring 12, the first end of which is supported on a symbolically illustrated, fixed component 34 and the second end of which is supported on the release armature 11 itself.
  • the release armature 11 is held in its rest position, in which the pin-shaped extension 27 is lifted from the switching mechanism 18, by an electromagnet 20.
  • This electromagnet 20 comprises a yoke 14 carrying a coil 7, the current to be monitored flowing through the coil 7. This is achieved by the series connection of the two coils 6 and 7 shown with strong lines.
  • the trigger armature 11 is provided with a projection 24, at the end of which a component 13 made of magnetizable material is fixed. This component 13 forms with the yoke 14 of the electromagnet 20 a magnetic circuit, by means of which the above-mentioned retention of the release armature 11 is achieved in its rest position.
  • the purpose of setting the trigger armature 11 in the rest position is the trigger delay that can be achieved thereby. Tripping can only take place if the force acting on the release armature 11 from the coil 6 is greater than the result of the spring force of the spring 12 and the holding force of the electromagnet 20.
  • the electromagnet 20 excites itself from the current to be monitored , the tripping delay, also referred to as selectivity, is automatically set as a function of the current current, in such a way that a high current results in a high selectivity.
  • the current to be monitored does not itself have to flow through the coil 7; it is sufficient to apply a current proportional to the current to be monitored to the coil 7.
  • a current proportional to the current to be monitored to the coil 7. can be generated, for example, by passing a portion of the current to be monitored past the coil 7 via a parallel resistor 29, as shown in broken lines in FIG. 1a.
  • This can be useful if the electromagnet 20 is designed so that only part of the current to be monitored is sufficient to implement the selectivity described, but the full current would cause the release armature 11 to be held too intensely in its rest position.
  • the parallel resistor 29 the selectivity can be influenced in a particularly simple manner.
  • This short circuit can be implemented in various ways.
  • a switching contact 30 connected in parallel to the coil 7 is provided in FIG. 1a.
  • a control circuit 31 which detects the current strength, which, according to FIG. 1a, is carried out by measuring the voltage drop caused by the current to be monitored at a shunt resistor R.
  • the control circuit 31 closes the switch contact 30, as a result of which the magnetic field passing through the component 13 and the yoke 14 suddenly breaks down.
  • the release armature 11 is thereby released and can immediately actuate the switch lock 18.
  • FIG. 1b essentially corresponds to that according to FIG. 1a, but here the short-circuiting of the coil 7 is realized differently.
  • the coil 7 it should be noted that this is always equipped with only one winding layer in the embodiments of the drawings. Although this is a preferred embodiment, it is in no way to be understood as limiting, rather this coil 7 can be equipped with any number of winding layers.
  • all turns of the single winding layer of the coil 7 now have sections 71 which are kept free of insulating material.
  • an electrically conductive bridge 17 is provided, which can be brought into contact with these sections 71 when a predeterminable current intensity is reached.
  • a further electromagnet is provided, consisting of an armature 32 connected to the bridge 17 and a coil 33 acting on this armature 32.
  • This electromagnet is controlled analogously to the embodiment according to FIG. 1a by a control circuit 31 in the manner already explained above.
  • FIGS. 2a, b use the magnetic field for the movement of the bridge 17 that is already present and generated by the coil 7 itself and thus represents a measure of the strength of the current to be monitored.
  • This bridge 17 is fixed to a short-circuit armature 15, which short-circuit armature 15 is held in its rest position with a predeterminable holding force and from Electromagnet 20 can be moved from this rest position into a position bringing the bridge 17 into contact with the sections 71 that are kept free of insulating material.
  • the holding force of the short-circuit armature 15 is dimensioned such that when the current intensity, from which an instantaneous tripping is to take place, it is exceeded by the magnetic force acting on the short-circuit armature 15 and built up in the air gap 19. The short-circuit armature 15 is thus released, the coil 7 is short-circuited in a further sequence and the triggering is carried out.
  • the holding force defining the short-circuit armature 15 in its rest position can be obtained in any way, e.g. can be generated by components generated by the short-circuit armature 15 contacting frictional forces or the like.
  • an elastic component 16 is provided for this purpose, which is provided by a helical spring, which is functionally designed as a compression spring. It extends between a stationary housing part 21 and an elongated extension 151 of the short-circuit armature 15.
  • FIG. 2b shows an embodiment which corresponds to the function of FIG. 2a, wherein a tension spring fixed on the short-circuit armature 15 and on a housing part 21 serves as an elastic component 16.
  • the connection of the bridge 17 to the short-circuit armature 15 takes place via a contact spring 35.
  • FIGS. 2a, b A preferred structural design of the electromagnet 20 can also be clearly seen from FIGS. 2a, b.
  • Its yoke 14 is H-shaped, the cross bar 140 carrying the coil 7, its first pair of legs 141, 142 via the component 13 on the release -Anchor 11 and its second pair of legs 143, 144 acts on the short-circuit anchor 15.
  • FIG. 3 Another embodiment of the electromagnet 20 is shown in FIG. 3: the first pair of legs 141, 142 stands normally on the second pair of legs 143, 144.
  • the arrangement at right angles is again not to be understood as limiting, the selected angle between the pair of legs is irrelevant to the electrotechnical function and can therefore be selected as desired or depending on the design requirements.
  • FIG. 1a A development of the embodiment according to FIG. 1a is shown in FIG.
  • the special feature here is that the release armature 11 cannot be actuated directly by the coil 6, but that a further armature, hereinafter referred to as a magnet armature 10, is provided.
  • This magnet armature 10 can be actuated by the coil 6 directly in the direction of the arrow 100 and is connected to the trigger armature 11 via an elastic coupling member 22 formed by a helical spring.
  • the trigger armature 11 is thus only moved indirectly by the coil 6 in the direction of arrow 110.
  • This indirect coupling can of course be expanded as desired by providing additional auxiliary anchors with corresponding further elastic coupling elements between the magnet armature 10 and the tripping armature 11, but these are no longer shown in the drawings.
  • the triggering process of such an arrangement can be divided into two triggering phases, which are described below.
  • the overcurrent In a first tripping phase immediately following the occurrence of the overcurrent, the overcurrent generates a magnetic field proportional to its strength via the coil 6, which moves the magnet armature 10 in the direction of the tripping armature 11. This movement is transmitted via the elastic coupling member 22 to the release armature 11, which for the time being, however, remains in its rest position due to the holding force exerted on it by the electromagnet.
  • the coupling member 22 is increasingly biased, as a result of which the force acting on the release armature 11 increases.
  • magnet armature 10 and coupling element 22 represent an oscillation system which is excited by the magnetic force generated by the overcurrent.
  • the time it takes for the magnet armature 10 to pretension the coupling member until the holding force is exceeded and the trigger armature 11 can be deflected from its rest position results in the time delay, the selectivity of the triggering device according to the invention.
  • the second tripping phase occurs.
  • the tripping armature 11 suddenly starts to move, as a result of which the switching lock 18 is actuated and the contacts 28 are subsequently opened.
  • the now coupled masses of magnet 10 and tripping armature 11, in cooperation with the return spring 12, represent the vibration system.
  • the triggering is not initiated by an armature that is actuated directly by the overcurrent, but takes place indirectly by the movement of the magnetic armature 10 that is directly movable by the coil 6 and that is connected to the trigger armature 11 by the elastic coupling element 22.
  • the time delay for triggering is essentially created in the first trigger phase. It is determined by the mechanical properties of the vibration system - magnet armature mass, spring rate of the coupling member 22 and magnet armature stroke - and by the current force. As is known, the current force is proportional to the current square, and consequently also the movement of the magnet armature 10. The delay is therefore also proportional to the current square, just as in the known, electrothermally functioning delay devices mentioned at the beginning.
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through a circuit breaker which is equipped with a short-circuit current tripping device according to the invention and is in the switched on state.
  • the current path leads from the first connection terminal 1 a via the bimetal 2 via a flexible conductor cable 3 to the contact bridge 4, from there via the movable contact 28 and the fixed contact 36 to the fixed contact carrier 5, via the coil 6 to the coil 7 and from there to the second Terminal 1b.
  • the triggering device according to the invention is constructed in principle according to the embodiment according to FIG. 2a.
  • the magnetic armature 10 and the trigger armature 11 are arranged in sections inside the coil 6 in the idle state. So that the trigger armature 11 is not moved by the magnetic field of the coil 6 in such an arrangement, it is necessary to make it from non-magnetizable material, such as Plastic, to manufacture.
  • the magnet armature 10 is designed as a tube piece closed on one side and at least partially accommodates the release armature 11 within its cavity.
  • no elastic coupling member 22 is provided between the magnet armature 10 and the trigger armature 11, the closed tube end lies directly on the trigger armature 11. If such a coupling member 22 is to be installed, it is advantageously also arranged in the cavity of the magnet armature 10.
  • the extension 24 of the release armature 11 extends through the magnet armature 10 and again carries a component 13 made of magnetizable material, which in cooperation with the electromagnet 20 causes the release armature 11 to be held in its rest position .
  • the electromagnet 20 has an H-shaped yoke 14 and is arranged with its longitudinal axis 25 normal to the longitudinal axis 26 of the release armature 11.
  • the overall height of the circuit breaker can thus be significantly reduced, nevertheless it is possible in the sense of the invention to arrange the electromagnet 20 at any other angle to the longitudinal axis 26 of the tripping armature 11.
  • the short-circuit armature 15 is preferably designed laminated in order to reduce magnetic reversal and eddy current losses and thus to ensure a particularly rapid movement of the short-circuit armature 15.
  • the switch lock 18 is carried out in a conventional construction known per se. Both the bimetal 2 and the pin 27 formed on the release armature 11 act on the contact bridge 4. This is spring-loaded, whereby the slight deflection caused by the two release mechanisms is amplified into a complete pivoting into the off position.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Auslöse-Einrichtung für ein Überstrom-Abschaltgerät, wie z.B. Leitungsschutzschalter, umfassend einen ein Schaltschloß betätigenden Auslöse-Anker, welcher von einer von einem zu überwachenden Strom durchflossenen Spule betätigbar ist.
  • An Überstrom-Abschaltgeräten sind im wesentlichen einerseits Schmelzsicherungen -sie sind lediglich für einen einzigen Abschaltvorgang verwendbar- und andererseits wiedereinschaltbare, daher mehrmals verwendbare Sicherungsautomaten in Verwendung.
  • In einer elektrischen Anlage wird im Normalfall in der Zuleitung ein Überlast-Schutz der angeführten Bauweisen vorgesehen, bevor sich diese Zuleitung in eine Vielzahl von parallel zueinander geschaltenen Stromkreisen aufteilt. In jedem dieser Stromkreise sind eigene Schutzvorrichtungen -in der Regel bestehend aus Personenschutz (FI-Schutzschalter od. dgl.) und Anlagenschutz (Leitungsschutzschalter, Schmelzsicherungen od. dgl.)- vorgesehen. Gegebenenfalls können sich diese Stromkreise ihrerseits erneut in weitere, ebenso durch Schutzvorrichtungen gesicherte weitere Unter-Stromkreise aufteilen.
  • Bei einer solchen Schaltungsstruktur kommt es zu einer Serienschaltung der Schutzvorrichtungen von Zuleitung, Stromkreis und Unter-Stromkreis.
  • Tritt nun in einem Unter-Stromkreis ein unzulässig hoher Strom auf, so ist es wünschenswert, wenn lediglich der diesem Unter-Stromkreis zugeordnete Schutzschalter auslöst und damit seinen Unter-Stromkreis vom Netz trennt, sämtliche vorgeschalteten Schutzschalter jedoch eingeschaltet und damit alle störungsfreien Stromkreise und Unter-Stromkreise mit dem Netz verbunden bleiben. Erst wenn der auftretende Überstrom so groß ist, daß er nicht mehr vom Schutzschalter des Unter-Stromkreises abgeschaltet werden kann, soll der übergeordnete Schalter ansprechen. Ein solches, zeitverzögertes Schalten des vorgeordneten Schalters wird als "Selektivität" bezeichnet.
  • Bei Schmelzsicherungen wird diese Selektivität durch die für das Schmelzen des Schmelzdrahtes benötigte Heizleistung, die proportional zum Quadrat der Stromstärke und der Einwirkungs-Zeitdauer des Überstromes ist, bestimmt.
  • Auf dem Gebiet der Leitungsschutzschalter werden in der Regel zwei Auslöseeinrichtungen vorgesehen. Eine erste Einrichtung ist für die Abschaltung von nur geringfügig über dem Anlagen-Nennstrom liegenden, über längere Zeiträume einwirkende Überströme vorgesehen. Die zweite, sogenannte Kurzschluß-Strom-Auslösung wird üblicherweise durch eine vom zu überwachenden Strom durchflossene Spule mit beweglichem, die Abschaltung bewirkenden Anker realisiert. Um die im Zusammenhang mit den Schmelzsicherungen erläuterte Heizleistungs- und damit stromstärken- und zeitabhängige Verzögerung nachzubilden, werden vom zu überwachenden Strom durchflossene Thermo-Bimetallstreifen verwendet, welche Bimetallstreifen sich analog zu den Schmelzdrähten proportional zum Quadrat der Stromstärke und der Zeit verformen und durch diese Verformung zeitverzögert die Schalthandlung der Kurzschluß-Strom-Auslösung ermöglichen.
  • Diese Bimetall-Streifen stellen Bauteile dar, die einerseits mechanisch exakt justiert werden müssen und andererseits zusätzliche elektrische Verbindungen erfordern. Zusammenfassend bringen sie also eine deutliche Verkomplizierung des Schutzschalter-Aufbaus und somit eine Verschlechterung der Funktionszuverlässigkeit und eine umständlichere Herstellung mit sich. Ein weiterer Nachteil derartiger Konstruktionen ist, daß die durch die Bimetallelemente erreichte zeitverzögerte Abschaltung unabhängig von der Höhe des zu überwachenden Stromes aufrecht erhalten wird. Damit ergibt sich auch bei sehr hohen Kurzschlußströmen, die zum Schutz der Anlage ohne jede Verzögerung abgeschaltet werden sollten, ein zeitverzögertes Ansprechen der Schutzeinrichtung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auslöse-Einrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, welche ein selektives Auslöse-Verhalten aufweist, hierfür jedoch nur einige wenige, unempfindliche und einfach einzubauende zur herkömmlichen Auslöse-Spule hinzutretende Bauteile aufweist. Darüberhinaus soll die erfindungsgemäße Auslöse-Einrichtung ihre Selektivität verlieren und unverzögert ansprechen, wenn der zu überwachende Strom einen bestimmten, vorgebbaren Wert erreicht.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Auslöse-Anker in seiner Ruhestellung von einer Feder und von einem Elektromagneten gehalten ist, dessen Spule vom zu überwachenden Strom bzw. einem dem zu überwachenden Strom proportionalen Strom durchflossen ist, und daß die Spule beim Erreichen einer vorgebbaren Stromstärke kurzschließbar ist.
  • Das Ansprechen des Auslöse-Ankers wird damit durch einfache konstruktive Maßnahmen solange verzögert, bis die von der Spule auf den Auslöse-Anker ausgeübte Kraft die Haltekraft des Elektromagneten übersteigt. Die Selektivität wird zudem automatisch an die momentane Stärke des zu überwachenden Stromes angepaßt, wird jedoch durch das Kurzschließen, das einen sofortigen Abbau des Haltemagnetismus zur Folge hat, schlagartig abgebaut.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß Windungen der äußersten Wicklungslage der Spule von Isoliermaterial freigehaltene Abschnitte aufweisen und daß eine elektrisch leitende Brücke vorgesehen ist, welche beim Erreichen einer vorgebbaren Stromstärke mit diesen Abschnitten in Kontakt bringbar ist.
  • Damit kann ein parallel zur Spule geschalteter Kurzschlußkontakt, der entsprechend den zu erwartenden hohen Strömen relativ groß dimensioniert sein müßte, eingespart werden.
  • In diesem Zusammenhang kann weiters vorgesehen sein, daß die Spule lediglich eine Wicklungslage aufweist und daß sämtliche Windungen dieser Wicklungslage von Isoliermaterial freigehaltene Abschnitte aufweisen.
  • Diese Ausbildung erlaubt, daß jede Windung der Spule für sich kurzschließbar ist, wodurch ein besonders rascher Abbau des Magnetfeldes gewährleistet ist.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die elektrisch leitende Brücke auf einem Kurzschluß-Anker festgelegt ist, welcher Kurzschluß-Anker vom Elektromagneten von einer Ruheposition in eine die Brücke in Kontakt mit den von Isoliermaterial freigehaltenen Abschnitten bringenden Position bewegbar ist, wobei dieser Kurzschluß-Anker mit einer vorgebbaren Haltekraft in seiner Ruheposition gehalten ist.
  • Damit muß nur ein einziger Bauteil, nämlich der Kurzschluß-Anker, zusätzlich zum ohnehin vorhandenen Elektromagneten vorgesehen werden. Dies erlaubt eine besonders kompakte, funktionszuverlässige Bauweise. Durch entsprechende Dimensionierung der Haltekraft des Kurzschluß-Ankers kann der Wert, bei welchem die Spule kurzgeschlossen wird, sehr einfach eingestellt werden.
  • In diesem Zusammenhang kann ein weiteres Merkmal der Erfindung darin liegen, daß die den Kurzschluß-Anker in seiner Ruheposition haltende Haltekraft durch einen mit Kurzschluß-Anker und Gehäuse der Auslöse-Einrichtung verbundenen, elastischen Bauteil erzeugbar ist.
  • Solche Bauteile weisen eine geringe Größe auf, sodaß durch sie die Gesamtbaugröße der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung nur unwesentlich vergrößert wird.
  • Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, daß der elastische Bauteil durch eine Schraubenfeder, vorzugsweise eine Druckfeder gebildet ist, da derartige Bauteile sehr einfach mit den für diese Anwendung notwendigen Kräften hergestellt werden können.
  • Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auslöse-Einrichtung kann vorgesehen sein, daß der Auslöse-Anker indirekt durch einen vorzugsweise mittels zumindest einem elastischen Koppelglied und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsankern mit dem Auslöse-Anker verbundenen, von der Spule unmittelbar bewegbaren Magnet-Anker betätigbar ist.
  • Durch die elastische Kopplung kann der Magnet-Anker auch schon vor Erreichen der Haltekraft bewegt werden, wobei durch diese Bewegung die auf den Auslöse-Anker einwirkende Kraft über das Koppelglied kontinuierlich aufgebaut wird. Dies ist vor allem bei Überstömen mit langer Anstiegszeit von Vorteil, da der Magnet-Anker hier bei Erreichen der Schaltschwelle bereits einen großen Abschnitt seines Weges zurückgelegt hat, bei starrer Kopplung bzw. bei direktem Einwirken der Spule auf den Auslöse-Anker dieser bei Erreichen der Schaltschwelle erst freigegeben wird und den gesamten Weg bis zum Schaltschloß zurücklegen muß.
  • In Weiterbildung dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das zumindest eine elastische Koppelglied durch eine Schraubenfeder gebildet ist.
  • Solche Koppelglieder erfordern wenig Platz, weisen gleichzeitig jedoch eine gute und über die Zeit relativ konstantbleibende Elastizität auf.
  • Besonders günstig kann es sein, daß der Magnet-Anker zumindest abschnittsweise im Inneren der Spule angeordnet ist.
  • Damit ist der Magnet-Anker auf genau vorhersagbare Weise durch die magnetischen Kräfte des zu überwachenden Stromes bewegbar.
  • Dabei kann es desweiteren von Vorteil sein, wenn auch der Auslöse-Anker im Inneren der Spule angeordnet ist, wobei der Auslöse-Anker aus nicht magnetisierbarem Material gebildet ist.
  • Dadurch ergibt sich eine weitere Möglichkeit, die Gesamtbaugröße der Auslöse-Einrichtung zu verkleinern.
  • Weiters kann vorgesehen sein, daß der Auslöse-Anker einen durch den Magnet-Anker hindurchreichenden, vorzugsweise parallel zur Längsachse der Spule verlaufenden Ansatz aufweist, auf welchem Ansatz ein Bauteil aus magnetisierbaren Material festgelegt ist, welcher Bauteil vom Elektromagneten gehalten ist.
  • Dies erlaubt eine weitere geometrischen Verkleinerung der erfindungsgemäßen Auslöse-Einrichtung, sie ist -abgesehen vom den Auslöse-Anker haltenden Elektromagneten- nur noch von der Größe der Spule abhängig, außerhalb dieser gibt es keine beweglichen Bauteile mehr.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann darin gelegen sein, daß der Elektromagnet ein H-förmiges Joch aufweist, dessen Quersteg die Spule trägt, dessen erstes Schenkelpaar über das Bauteil auf den Auslöse-Anker und dessen zweites Schenkelpaar auf den Kurzschluß-Anker einwirkt.
  • Dies stellt eine besonders einfach zu fertigende, die an sie gestellten Anforderungen aber dennoch voll erfüllende Konstruktionsweise des Elektromagneten dar.
  • Weiters kann vorgesehen sein, daß der Elektromagnet mit seiner Längsachse normal zur Längsachse des Auslöse-Ankers angeordnet ist.
  • Damit kann die Längserstreckung der gesamten Auslöse-Einrichtung klein gehalten werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Kurzschluß-Anker lamelliert ist.
  • In einem lamellierten Anker entwickeln sich deutlich weniger Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverluste, wodurch sich die Ankerbewegung verschnellert und im Endeffekt eine Verkürzung der Ansprechzeit der gesamten Auslöse-Einrichtung erreicht werden kann.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig.1a,b schematische Aufriß-Darstellungen zweier Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Auslöse-Einrichtung zu realisieren;
    • Fig.2a,b ein bevorzugte Ausführungsform des Haltemagneten im Grundriß mit zwei unterschiedlichen Arten der Haltekraft-Erzeugung;
    • Fig.3 eine zu den Fig.2a,b alternative Ausführungsform des Haltemagneten im Schrägriß;
    • Fig.4 eine schematische Aufriß-Darstellung einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auslöse-Einrichtung und
    • Fig.5 den Längsschnitt durch einen mit einer erfindungsgemäßen Kurzschluß-Auslöse-Einrichung ausgestattenen Leitungsschutzschalter.
  • Die in Fig.1a,b dargestellte Auslöse-Einrichtung für ein Überstrom-Abschaltgerät, wie z.B. Leitungsschutzschalter, weist einen Auslöse-Anker 11, der über einen stiftförmigen Fortsatz 27 ein Schaltschloß 18 betätigen kann, auf. Dieses Schaltschloß 18 steht in Wirkverbindung mit einem oder mehreren beweglichen, einen zu überwachenden Strom führenden Kontakten 28 und öffnet diese bei Betätigung durch den stiftförmigen Fortsatz 27. Der Auslöse-Anker 11 ist im Inneren einer vom zu überwachenden Strom durchflossenen Spule 6 angeordnet und kann, weil er aus einem magnetisierbaren Material gefertigt ist, durch das von der Spule 6 erzeugte Magnetfeld in Richtung Schaltschloß 18 bewegt werden, wie dies mit dem Pfeil 110 symbolisch dargestellt ist. Die Rückstellung des Auslöse-Ankers 11 in seine Ruhelage - dargestellt durch Pfeil 120- erfolgt durch eine Feder 12, deren erstes Ende sich auf einem lediglich symbolisch dargestellten, ortsfesten Bauteil 34 und deren zweites Ende sich am Auslöse-Anker 11 selbst abstützt.
  • Der Auslöse-Anker 11 ist in seiner Ruhestellung, in welcher der stiftförmige Fortsatz 27 vom Schaltschloß 18 abgehoben ist, von einem Elektromagneten 20 festgehalten. Dieser Elektromagnet 20 umfaßt ein eine Spule 7 tragendes Joch 14, wobei die Spule 7 vom zu überwachenden Strom durchflossen ist. Dies wird durch die mit starken Linien dargestellte Serienschaltung der beiden Spulen 6 und 7 erreicht. Der Auslöse-Anker 11 ist mit einem Ansatz 24 versehen, an dessen Ende ein Bauteil 13 aus magnetisierbarem Material festgelegt ist. Dieser Bauteil 13 bildet mit dem Joch 14 des Elektromagneten 20 einen magnetischen Kreis, durch welchen die bereits erläuterte Festhaltung des Auslöse-Ankers 11 in seiner Ruhestellung erreicht wird.
  • Der Zweck des Festlegens des Auslöse-Ankers 11 in der Ruhestellung liegt in der damit erzielbaren Auslöseverzögerung. Eine Auslösung kann nämlich nur dann stattfinden, wenn die von der Spule 6 auf den Auslöse-Anker 11 einwirkende Kraft größer ist als das Resultat der Federkraft der Feder 12 und der Haltekraft des Elektromagneten 20. Dadurch daß der Elektromagnet 20 vom zu überwachenden Strom selbst erregt wird, wird die Auslöseverzögerung, auch als Selektivität bezeichnet, automatisch abhängig von der aktuellen Stromstärke, und zwar so, daß eine hohe Stromstärke eine hohe Selektivität zur Folge hat, eingestellt.
  • Selbstverständlich muß zur Erreichung dieser Eigenschaft der Selektivitätsanpassung nicht der zu überwachende Strom selbst durch die Spule 7 fließen, es reicht aus, die Spule 7 mit einem zum überwachenden Strom proportionalen Strom zu beaufschlagen. Ein solcher kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß ein Teil des zu überwachenden Stromes über eine Parallelwiderstand 29 -wie in Fig.1a strichliert dargestellt- an der Spule 7 vorbeigeleitet wird. Sinnvoll kann dies dann sein, wenn der Elektromagnet 20 konstruktiv so ausgeführt ist, daß lediglich ein Teil des zu überwachenden Stromes zur Realisierung der beschriebenen Selektivität ausreicht, der volle Strom jedoch eine zu intensive Festhaltung des Auslöse-Ankers 11 in seiner Ruheposition bewirken würde. Durch Veränderung des Parallelwiderstandes 29 kann auf besonders einfache Weise die Selektivität beeinflußt werden.
  • Wenngleich dies einen relativ hohen Mehraufwand mit sich brächte, ist es im Sinne der Erfindung genauso möglich, die Spule 7 mit einem galvanisch vom zu überwachenden Strom getrennten aber proportional zu diesem verlaufenden Strom zu beaufschlagen.
  • Bei besonders hohen Stromstärken ist eine zeitverzögerte Abschaltung nicht mehr erwünscht, im Interesse der nachgeschalteten Verbraucher sollten solche besonders hohen Ströme in möglichst kurzer Zeit abgeschaltet werden. Dazu ist es notwendig, die durch den Elektromagneten 20 bewirkte Verzögerungswirkung beim Auftreten derartiger hoher Ströme auszuschalten, was erfindungsgemäß durch Kurzschließen der Spule 7 erreicht wird.
  • Die Realisierung dieses Kurzschlusses kann auf verschiedene Weise erfolgen. In Fig.1a ist hierzu ein parallel zur Spule 7 geschalteter Schaltkontakt 30 vorgesehen. Daneben gibt es eine Ansteuerschaltung 31, die die aktuelle Stromstärke erfaßt, was gemäß Fig.1a über die Messung der an einem Shuntwiderstand R vom zu überwachenden Strom hervorgerufenen Spannungsabfall erfolgt. Beim Erreichen der maximal zulässigen Stromstärke schließt die Ansteuerschaltung 31 den Schaltkontakt 30, wodurch schlagartig das den Bauteil 13 und das Joch 14 durchsetzende Magnetfeld zusammenbricht. Der Auslöse-Anker 11 wird dadurch freigegeben und kann unverzüglich das Schaltschloß 18 betätigen.
  • Die Ausführungsform nach Fig.1b entspricht im wesentlichen jener nach Fig.1a, jedoch ist hier das Kurzschließen der Spule 7 anders realisiert.
  • Zur Ausbildung der Spule 7 ist festzuhalten, daß diese in den Ausführungsformen der Zeichnungen stets mit nur einer Wicklungslage ausgestattet ist. Dies stellt zwar eine bevorzugte Ausführungsmöglichkeit dar, ist aber keineswegs beschränkend zu verstehen, vielmehr kann diese Spule 7 mit einer beliebigen Anzahl von Wicklungslagen ausgestattet sein.
  • Gemäß Fig.1b weisen nun sämtliche Windungen der einzigen Wicklungslage der Spule 7 von Isoliermaterial freigehaltene Abschnitte 71 auf. Daneben ist eine elektrisch leitende Brücke 17 vorgesehen, welche beim Erreichen einer vorgebbaren Stromstärke mit diesen Abschnitten 71 in Kontakt bringbar ist.
  • Für die dafür nötige Bewegung dieser Brücke 17 in Richtung des Pfeiles 170 ist ein weiterer Elektromagnet, bestehend aus einem mit der Brücke 17 verbundenen Anker 32 und einer auf diesen Anker 32 einwirkenden Spule 33 vorgesehen. Angesteuert wird dieser Elektromagnet analog zur Ausführungsform nach Fig.1a von einer Ansteuerschaltung 31 in der oben bereits erläuterten Weise.
  • Beide bisher vorgestellten Realisierungsvarianten haben den Nachteil, daß eine Ansteuerschaltung 31 mit zugehörigen Stromerfassungseinrichtungen zusätzlich erforderlich ist.
  • Demgegenüber benützen die Ausführungsformen nach Fig.2a,b das ohnehin bereits vorhandene, von der Spule 7 selbst erzeugte und damit ein Maß für die Stärke des zu überwachenden Stromes darstellende Magnetfeld zur Bewegung der Brücke 17.
  • Diese Brücke 17 ist dazu auf einem Kurzschluß-Anker 15 festgelegt, welcher Kurzschluß-Anker 15 mit einer vorgebbaren Haltekraft in seiner Ruheposition gehalten ist und vom Elektromagneten 20 von dieser Ruheposition in eine die Brücke 17 in Kontakt mit den von Isoliermaterial freigehaltenen Abschnitten 71 bringende Position bewegbar ist.
  • Das Fixieren des Kurzschluß-Ankers 15 in der Ruheposition ist notwendig, um bei niedrigen Stromstärken die vom Elektromagneten 20 erzeugte Auslöseverzögerung aufrecht zu erhalten. Die Haltekraft des Kurzschluß-Ankers 15 wird so dimensioniert, daß sie beim Auftreten der Stromstärke, ab welcher eine unverzögerte Auslösung stattfinden soll, von der auf den Kurzschluß-Anker 15 einwirkenden, im Luftspalt 19 aufgebauten magnetischen Kraft überstiegen wird. Damit wird der Kurzschluß-Anker 15 freigegeben, die Spule 7 in weiterer Folge kurzgeschlossen und die Auslösung vorgenommen.
  • Die den Kurzschluß-Anker 15 in seiner Ruheposition festlegende Haltekraft ist auf beliebigem Weg, z.B. durch von den Kurzschluß-Anker 15 berührenden Bauteilen erzeugte Reibungskräfte od. dgl. erzeugbar. Im besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fig.2a ist ein hierfür ein elastischer Bauteil 16, der durch eine Schraubenfeder, die funktionsgemäß als Druckfeder ausgebildet ist, vorgesehen. Sie erstreckt sich zwischen einem ortsfesten Gehäuseteil 21 und einem länglichen Ansatz 151 des Kurzschluß-Ankers 15.
  • Fig.2b zeigt eine in der Funktion mit Fig.2a übereinstimmende Ausführungsform, wobei hier eine am Kurzschluß-Anker 15 und an einem Gehäuseteil 21 festgelegte Zugfeder als elastisches Bauteil 16 dient. Die Verbindung der Brücke 17 mit dem Kurzschluß-Anker 15 erfolgt dabei über eine Kontaktfeder 35.
  • Deutlich erkennbar ist aus den Fig.2a,b desweiteren eine bevorzugte konstruktive Ausgestaltung des Elektromagneten 20. Sein Joch 14 ist H-förmig gestaltet, wobei der Quersteg 140 die Spule 7 trägt, sein erstes Schenkelpaar 141, 142 über das Bauteil 13 auf den Auslöse-Anker 11 und sein zweites Schenkelpaar 143, 144 auf den Kurzschluß-Anker 15 einwirkt.
  • Eine andere Ausgestaltungsform des Elektromagneten 20 zeigt Fig.3: Das erste Schenkelpaar 141, 142 steht dabei normal auf das zweite Schenkelpaar 143, 144. Die Anordnung im rechten Winkel ist wiederum nicht einschränkend zu verstehen, der gewählte Winkel zwischen den Schenkelpaaren ist unerheblich für die elektrotechnische Funktion und kann daher nach Belieben bzw. je nach Konstruktionsanforderung gewählt werden.
  • In Fig.4 ist eine Weiterbildung der Ausführungsform nach Fig.1a dargestellt. Die Besonderheit dabei ist, daß der Auslöse-Anker 11 nicht direkt von der Spule 6 betätigbar ist, sondern daß ein weiterer Anker, im folgenden als Magnet-Anker 10 bezeichnet, vorgesehen ist. Dieser Magnet-Anker 10 ist von der Spule 6 direkt in Richtung des Pfeiles 100 betätigbar und steht mit dem Auslöse-Anker 11 über ein elastisches, durch eine Schraubenfeder gebildetes Koppelglied 22 in Verbindung. Der Auslöse-Anker 11 wird damit nur indirekt von der Spule 6 in Richtung des Pfeiles 110 bewegt. Diese indirekte Koppelung kann natürlich beliebig ausgeweitet werden, indem zwischen Magnet-Anker 10 und Auslöse-Anker 11 weitere, in den Zeichnungen jedoch nicht mehr dargestellte Hilfsanker mit entsprechenden weiteren elastischen Koppelgliedern vorgesehen werden.
  • Zur Festhaltung des Auslöse-Ankers 11 weist dieser analog zu Fig.1a,b einen den magnetisierbaren Bauteil 13 tragenden Ansatz 24 auf, welcher durch eine entsprechende Bohrung des Magnetankers 10 hindurchgeführt ist und etwa parallel zur Längsache der Spule 6 verläuft.
  • Der Auslösevorgang einer solchen Anordnung kann in zwei Auslösephasen unterteilt werden, welche nachstehend beschrieben sind. In einer ersten, dem Auftreten des Überstromes unmittelbar nachfolgenden Auslösephase erzeugt der Überstrom über die Spule 6 ein seiner Stärke proportionales Magnetfeld, welches den Magnet-Anker 10 in Richtung des Auslöse-Ankers 11 bewegt. Diese Bewegung wird über das elastische Koppelglied 22 auf den Auslöse-Anker 11 übertragen, welcher jedoch vorläufig noch -bedingt durch die auf ihn vom Elektromagneten ausgeübte Haltekraft- in seiner Ruheposition verbleibt. Bei weiter fortschreitender Auslenkung des Magnet-Ankers 10 wird das Koppelglied 22 immer mehr vorgespannt, wodurch die auf den Auslöse-Anker 11 wirkende Kraft zunimmt. In dieser Auslösephase stellen Magnet-Anker 10 und Koppelglied 22 ein Schwingungssystem dar, welches durch die vom Überstrom erzeugte magnetische Kraft erregt wird. Die Zeit, die der Magnet-Anker 10 benötigt, um das Koppelglied soweit vorzuspannen, bis die Haltekraft überschritten und der Auslöse-Anker 11 aus seiner Ruheposition auslenkbar wird, ergibt die Zeitverzögerung, die Selektivität der erfindungsgemäßen Auslöse-Einrichtung.
  • Sofern die vom Überstrom erzeugte Kraft die Haltekraft übersteigt, kommt es zur zweiten Auslösephase. Der Auslöse-Anker 11 kommt dabei sprunghaft in Bewegung, wodurch das Schaltschloß 18 betätigt und in weiterer Folge die Kontakte 28 geöffnet werden. In dieser Auslösephase stellen die nun gekoppelten Massen von Magnet- 10 und Auslöse-Anker 11 in Zusammenwirkung mit der Rückstellfeder 12 das Schwingungssystem dar. Dieses funktioniert wie ein herkömmlicher, lediglich aus Spule und Anker gebildeter Magnetauslöser, wobei sich die Erregerkraft aus dem Resultat des Kraftsystems Stromkraft-Haltekraft ergibt.
  • Die Auslösung wird zusammenfassend also nicht von einem direkt durch den Überstrom betätigten Anker eingeleitet, sondern erfolgt indirekt durch die Bewegung des mittels dem elastischen Koppelglied 22 mit dem Auslöse-Anker 11 verbundenen, von der Spule 6 unmittelbar bewegbaren Magnet-Anker 10.
  • Die zeitliche Verzögerung der Auslösung wird im wesentlichen in der ersten Auslösephase erstellt. Sie wird durch die mechanischen Eigenschaften des Schwingungssystems -Magnet-Anker-Masse, Federrate des Koppelgliedes 22 und Magnet-Ankerhub- und durch die Stromkraft bestimmt. Die Stromkraft ist bekannterweise mit dem Stromquadrat proportional, folglich auch die Bewegung des Magnet-Ankers 10. Damit ist auch die Verzögerung zum Stromquadrat proportional, genauso wie bei eingangs erwähnten bekannten, elektrothermisch funktionierenden Verzögerungseinrichtungen.
  • Fig.5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Leitungsschutzschalter, der mit einer erfindungsgemäßen Kurzschlußstrom-Auslöse-Einrichtung ausgestattet ist und sich im eingeschalteten Zustand befindet. Die Strombahn führt von der ersten Anschlußklemme 1a über das Bimetall 2 über ein flexibles Leiterseil 3 zur Kontaktbrücke 4, von dort über den beweglichen Kontakt 28 und den Festkontakt 36 zum Festkontakt-Träger 5, über die Spule 6 zur Spule 7 und von dort zur zweiten Anschlußklemme 1b.
  • Die erfindungsgemäße Auslöse-Einrichung ist dem Prinzip nach entsprechend der Ausführungsform nach Fig.2a aufgebaut.
  • Erwähnenswerte konstruktive Details, die alle zur Reduzierung der Gesamtbaugröße beitragen, sind folgende:
  • Der Magnet-Anker 10 wie auch der Auslöse-Anker 11 sind im Ruhezustand abschnittsweise im Inneren der Spule 6 angeordnet. Damit der Auslöse-Anker 11 bei einer derartigen Anordnung nicht vom Magnetfeld der Spule 6 bewegt wird, ist es notwendig, ihn aus nicht magnetisierbarem Material, wie z.B. Kunststoff, zu fertigen.
  • Der Magnet-Anker 10 ist als einseitig geschlossenes Rohrstück ausgebildet und nimmt den Auslöse-Anker 11 zumindest teilweise innerhalb seines Hohlraumes auf. In der dargestellten Ausführungsform ist zwischen Magnet-Anker 10 und Auslöse-Anker 11 kein elastisches Koppelglied 22 vorgesehen, das geschlossene Rohrende liegt direkt am Auslöse-Anker 11 auf. Sofern ein solches Koppelglied 22 eingebaut werden soll, wird es vorteilhafterweise ebenfalls im Hohlraum des Magnet-Ankers 10 angeordnet.
  • Wie in Fig.4 ist der Ansatz 24 des Auslöse-Ankers 11 durch den Magnet-Anker 10 hindurchreichend ausgeführt und trägt wieder einen Bauteil 13 aus magnetisierbarem Material, welcher in Zusammenwirken mit dem Elektromagneten 20 das Festhalten des Auslöse-Ankers 11 in seiner Ruheposition bewirkt.
  • Der Elektromagnet 20 weist ein H-förmiges Joch 14 auf und ist mit seiner Längsachse 25 normal zur Längsachse 26 des Auslöse-Ankers 11 angeordnet. Damit kann die Gesamtbauhöhe des Leitungsschutzschalter maßgeblich verringert werden, nichtsdestoweniger ist es im Sinne der Erfindung möglich, den Elektromagneten 20 in jedem anderen Winkel zur Längsachse 26 des Auslöse-Ankers 11 anzuordnen.
  • Der Kurzschluß-Anker 15 wird bevorzugt lamelliert ausgeführt, um Ummagnetisierungs- und Wirbelstromverluste zu verringern und damit eine besonders schnelle Bewegung des Kurzschluß-Ankers 15 zu gewährleisten.
  • Das Schaltschloß 18 ist in herkömmlicher, an sich bekannter Bauweise ausgeführt. Sowohl das Bimetall 2 als auch der an den Auslöse-Anker 11 angeformte Stift 27 wirken auf die Kontaktbrücke 4 ein. Diese ist federvorgespannt, wodurch die von den beiden Auslösemechanismen bewirkte geringfügige Auslenkung in eine vollständige Verschwenkung in die Aus-Stellung verstärkt wird.

Claims (15)

  1. Auslöse-Einrichtung für ein Überstrom-Abschaltgerät, wie z.B. Leitungsschutzschalter, umfassend einen ein Schaltschloß (18) betätigenden Auslöse-Anker (11), welcher von einer von einem zu überwachenden Strom durchflossenen Spule (6) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöse-Anker (11) in seiner Ruhestellung von einer Feder (12) und von einem Elektromagneten (20) gehalten ist, dessen Spule (7) vom zu überwachenden Strom bzw. einem dem zu überwachenden Strom proportionalen Strom durchflossen ist, und daß die Spule (7) beim Erreichen einer vorgebbaren Stromstärke kurzschließbar ist.
  2. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Windungen der äußersten Wicklungslage der Spule (7) von Isoliermaterial freigehaltene Abschnitte (71) aufweisen und daß eine elektrisch leitende Brücke (17) vorgesehen ist, welche beim Erreichen einer vorgebbaren Stromstärke mit diesen Abschnitten (71) in Kontakt bringbar ist.
  3. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (7) lediglich eine Wicklungslage aufweist und daß sämtliche Windungen dieser Wicklungslage von Isoliermaterial freigehaltene Abschnitte (71) aufweisen.
  4. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Brücke (17) auf einem Kurzschluß-Anker (15) festgelegt ist, welcher Kurzschluß-Anker (15) vom Elektromagneten (20) von einer Ruheposition in eine die Brücke (17) in Kontakt mit den von Isoliermaterial freigehaltenen Abschnitten (71) bringenden Position bewegbar ist, wobei dieser Kurzschluß-Anker (15) mit einer vorgebbaren Haltekraft in seiner Ruheposition gehalten ist.
  5. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kurzschluß-Anker (15) in seiner Ruheposition haltende Haltekraft durch einen mit Kurzschluß-Anker (15) und Gehäuse (21) der Auslöse-Einrichtung verbundenen, elastischen Bauteil (16) erzeugbar ist.
  6. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Bauteil (16) durch eine Schraubenfeder, vorzugsweise eine Druckfeder gebildet ist.
  7. Auslöse-Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöse-Anker (11) indirekt durch einen vorzugsweise mittels zumindest einem elastischen Koppelglied (22) und gegebenenfalls einem oder mehreren Hilfsankern mit dem Auslöse-Anker (11) verbundenen, von der Spule (6) unmittelbar bewegbaren Magnet-Anker (10) betätigbar ist.
  8. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine elastische Koppelglied (22) durch eine Schraubenfeder gebildet ist.
  9. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet-Anker (10) zumindest abschnittsweise im Inneren der Spule (6) angeordnet ist.
  10. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Auslöse-Anker (11) im Inneren der Spule (6) angeordnet ist, wobei der Auslöse-Anker (11) aus nicht magnetisierbarem Material gebildet ist.
  11. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet-Anker (10) als einseitig geschlossenes Rohrstück ausgebildet ist und daß der Auslöse-Anker (11) und das zumindest eine Koppelglied (22) zumindest teilweise innerhalb des vom Magnet-Anker (10) gebildeten Hohlraumes angeordnet sind.
  12. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöse-Anker (11) einen durch den Magnet-Anker (10) hindurchreichenden, vorzugsweise parallel zur Längsachse der Spule (6) verlaufenden Ansatz (24) aufweist, auf welchem Ansatz (24) ein Bauteil (13) aus magnetisierbaren Material festgelegt ist, welcher Bauteil (13) vom Elektromagneten (20) gehalten ist.
  13. Auslöse-Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (20) ein H-förmiges Joch (14) aufweist, dessen Quersteg (140) die Spule (7) trägt, dessen erstes Schenkelpaar (141, 142) über das Bauteil (13) auf den Auslöse-Anker (11) und dessen zweites Schenkelpaar (143, 144) auf den Kurzschluß-Anker (15) einwirkt.
  14. Auslöse-Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (20) mit seiner Längsachse (25) normal zur Längsachse (26) des Auslöse-Ankers (11) angeordnet ist.
  15. Auslöse-Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschluß-Anker (15) lamelliert ist.
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