EP1083586A2 - Trip device for a circuit breaker - Google Patents

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EP1083586A2
EP1083586A2 EP00118989A EP00118989A EP1083586A2 EP 1083586 A2 EP1083586 A2 EP 1083586A2 EP 00118989 A EP00118989 A EP 00118989A EP 00118989 A EP00118989 A EP 00118989A EP 1083586 A2 EP1083586 A2 EP 1083586A2
Authority
EP
European Patent Office
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heat
coil
sleeve
plunger
contact surface
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00118989A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1083586A3 (en
Inventor
Domen Janc
Mitja Koprivsek
Darko Kos
Matija Strehar
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.)
ETI Elektroelement dd
Original Assignee
ETI Elektroelement dd
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Filing date
Publication date
Application filed by ETI Elektroelement dd filed Critical ETI Elektroelement dd
Publication of EP1083586A2 publication Critical patent/EP1083586A2/en
Publication of EP1083586A3 publication Critical patent/EP1083586A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01H71/40—Combined electrothermal and electromagnetic mechanisms
    • 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
    • H01H71/40—Combined electrothermal and electromagnetic mechanisms
    • H01H2071/407—Combined electrothermal and electromagnetic mechanisms the thermal element being heated by the coil of the electromagnetic mechanism

Definitions

  • the invention relates to a trigger for electrical circuit breakers.
  • a known from DE 36 37 275 C1 overcurrent release for electrical Protection switchgear has a release plunger that is electromagnetic or thermomechanically from a first position to a release position is movable.
  • a Magnetic coil mounted on a support sleeve in which the plunger is coaxial the core leading to the magnetic coil is fixed and an armature is arranged movably is.
  • a radially outward-facing flange with a concave thermal contact surface provided on which a bimetal snap disc with its convex Surface is applied.
  • the coil heats up and heats up thereby via the support sleeve serving as a heat conductor on the heat contact surface adjacent bimetallic snap disc. As soon as the temperature the bimetallic snap disc reaches a certain value, snaps the bimetallic disc and takes in the release plunger his trigger position with.
  • thermoelectric provided in the known overcurrent release Tripping thus provides protection against impermissibly high currents, that permanently damage and / or destroy the circuit to be protected could.
  • an increased current flows that does not lead to electromagnetic triggering is sufficient, relatively long before the to monitoring current is interrupted thermoelectrically. Because basically all increased currents damage the subsequent circuit to be protected or can destroy, is only relatively slightly increased for such Streams require a quick break. Even the thermomechanical Tripping must therefore take place quickly.
  • a circuit breaker in which a trigger plunger is guided in the core of an electromagnet, the coil of one current to be monitored is flowed through.
  • the anchor of the circuit breaker is held magnetically in its rest position.
  • thermomagnetic material is provided over the surrounding the coil Magnet yoke is heated. By heating the thermomagnetic This material becomes increasingly non-magnetic, causing the permanent magnet bond of the armature wears off.
  • the invention has for its object a further trigger for To provide circuit breakers, especially for smaller ones Overflow a quick interruption of the current to be monitored enables.
  • thermomechanical release element from a coil for generation an electromagnetic release force via a heat sleeve heated, which is arranged on the outside of the coil and in its peripheral wall at least one slot extending the length of the coil having.
  • thermomechanical release element arranged on the current-carrying coil rapid heating of the thermomechanical release element results, so that it heats up quickly even with relatively low overcurrents is to move the plunger from its first position to a release position move.
  • the thermal sleeve over a variety of itself the length of the coil has extending slots that are circumferential are evenly spaced from each other, with four over the Length of the coil extending slots are provided in the thermal sleeve are.
  • thermomechanical release element In experiments with different heat sockets, which are only in the Differences in the number of slots provided, it has been shown that the Heat conduction from the coil to the thermomechanical release element is worst if there is no slot at all. On significantly better thermomechanical tripping behavior, i.e. a faster thermomechanical triggering is achieved when two slots are provided in the thermal sleeve. The best, the fastest release was achieved with four slits in these experiments.
  • the over the length of the Coil-extending slots run parallel to the sleeve axis.
  • the Width (b) of the slots (14) about 1/10 to 1/3 of the diameter of the thermal sleeve (11) is.
  • thermomechanical trigger element A preferred development of the invention is characterized in that that the heat-conducting sleeve extends radially inwards Has flange which surrounds a central through opening through which the plunger extends through, and its free end face a thermal contact surface forms for the thermomechanical trigger element. This makes it possible to provide a large thermal contact area, so that especially at the beginning of the heating of the thermomechanical trigger element the heat transfer from the thermal sleeve to the thermomechanical Trigger element is optimal.
  • the thermal contact surface is convex and that the thermomechanical release element a bimetallic disc with a through opening for the The plunger is below a certain temperature to the heat sink has a concave thermal contact surface with which it is on the convex Thermal contact surface of the heat-conducting sleeve rests, and that when reached the particular temperature for actuating the plunger so snapped that their thermal contact surface is convex and their peripheral Edge lies at a distance from the thermal contact surface of the thermal sleeve.
  • thermomechanical Tripping element To the heat transfer between the thermal sleeve and the thermomechanical Tripping element, so preferably the bimetallic disc
  • the spring force in its first position crowded plunger interacts with the thermomechanical release element 28, that the thermomechanical trigger element 28 in thermal contact is held with the thermal sleeve.
  • thermomechanical triggering To the weight of the trigger with good mechanical stability and rapid thermomechanical triggering is to be kept as low as possible According to the invention provided that the thermal sleeve made of good heat-conducting Material, preferably made of aluminum.
  • Their width b is about 1/10 to 1/3 of Diameter of the heat sleeve 11 to at low heat capacity the heat-conducting sleeve 11 has a possible large heat transfer area between Coil 10 and heat-conducting sleeve 11 for a quick thermomechanical To provide triggering.
  • the flange 12 surrounds a central through opening 15 which is a step 16 and which serves as a mounting opening for a core 17.
  • the Indian Through opening 15 of the heat sleeve 11 held core 17 a guide bore 18 in which a plunger 19 for actuating a (not shown) switching mechanism is slidably guided.
  • a guide sleeve 20 is arranged, in which an anchor 21 is slidably guided.
  • a magnetic yoke 22, which is used to close the Serves magnetic field in the outer space of the coil 10, has a first mounting opening 23, in which the core 17 is held, and a second mounting opening 24 in which the end of the sleeve 20 facing away from the core 17 is arranged is.
  • the magnetic yoke 22 thus forms an assembly housing for the Installation of the release in a circuit breaker housing.
  • a spring 25 is provided, on the one hand on the core 17 and on the other is supported on a spring stop 26 which is fixedly connected to the plunger 19.
  • a bimetallic disc 28 On a free end face of the flange 12, which is a preferably convex forms a curved heat contact surface 27 is a bimetallic disc 28 and an actuating disc 29 is arranged thereon.
  • the bimetal disc 28 in the cold state and the actuating disc 29 have one of the convex heat contact surface 27 corresponding shape.
  • the bimetal disc 28 therefore has a concave thermal contact surface with which it covers the entire surface rests on the thermal contact surface 27 of the thermal sleeve 11.
  • the plunger 19 Around the bimetallic disc 28 in intimate contact with the thermal contact surface Hold 27, so that an optimal heat transfer at least in the cold Condition is ensured, the plunger 19 has a thickening 30, so that when it moves from the spring 25 in Figure 1 to the left into its first Position is pushed, the actuating disc 29 against the bimetallic disc 28 and thus the bimetallic disc 28 against the thermal contact surface 27 urges.
  • the thickening 30 can advantageously be a compression that follows the assembly of the plunger 19 with the spring 25, the core 17, the bimetallic disc 18 and the actuating disc 29 is made. It is but also conceivable that the spring stop 26 after assembly of these elements is pressed or screwed onto the plunger 19.
  • thermomechanical triggering is now explained in more detail with reference to FIG. 4.
  • the heat-conducting sleeve rests resiliently on the coil 10 11 good heat absorption and heat conduction to the bimetal disc 28 safe, so that a reliable and quick release even with indirect heated bimetallic disc 28 is ensured.
  • thermomechanical release element can also have two or three slots 14 or sleeve wall sections 13 can be provided for a significantly improved compared to the prior art Ensure trigger behavior.
  • convex thermal contact surface 27 there is also a concave thermal contact surface conceivable. In this case it would be possible to click on the form-retaining actuating disc 29 to be omitted.
  • each current through coil 10 creates a magnetic field that causes the armature 21 pulls in the direction of the core 17, the anchor 21 can also be fixed with the Plunger 19 may be connected without thereby actuating the plunger 19 to hinder by the bimetallic disc 28.
  • the Coil 10 If the current I to be monitored suddenly increases very sharply, the Coil 10 generates such a large magnetic field that that acting on the armature 21 Force is much greater than the spring force of the spring 25. Consequently the armature 21 moves the plunger 19 into its second actuation position which it acts on the associated switching mechanism, that a significantly increased current is safely interrupted.

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Abstract

A tappet (19) activates a switch mechanism. A coil (10) generates an electromagnetic trip force to move the tappet from a first position into a trip position. A thermo-mechanical tripping element (TMTE) (28) in heat contact with the coil through a heat conductor bush (11) moves the tappet from the TMTE's first position into a trip position, as soon as it warms up to a preset temperature.

Description

Die Erfindung betrifft einen Auslöser für elektrische Schutzschalter.The invention relates to a trigger for electrical circuit breakers.

Ein aus der DE 36 37 275 C1 bekannter Überstromauslöser für elektrische Schutzschaltgeräte weist einen Auslösestößel auf, der elektromagnetisch oder thermomechanisch aus einer ersten Stellung in eine Auslösestellung bewegbar ist. Zur Erzeugung der elektromagnetischen Auslösekraft ist eine Magnetspule auf einer Traghülse gelagert, in der ein den Stößel koaxial zur Magnetspule führender Kern feststehend und ein Anker beweglich angeordnet ist. An dem vom Anker abgewandten Ende der Traghülse ist ein radial nach außen gerichteter Flansch mit einer konkaven Wärmekontaktfläche vorgesehen, an der eine Bimetall-Schnappscheibe mit ihrer konvexen Fläche anliegt.A known from DE 36 37 275 C1 overcurrent release for electrical Protection switchgear has a release plunger that is electromagnetic or thermomechanically from a first position to a release position is movable. To generate the electromagnetic release force is a Magnetic coil mounted on a support sleeve in which the plunger is coaxial the core leading to the magnetic coil is fixed and an armature is arranged movably is. At the end of the support sleeve facing away from the anchor is a radially outward-facing flange with a concave thermal contact surface provided on which a bimetal snap disc with its convex Surface is applied.

Übersteigt bei diesem bekannten Überstromauslöser der durch die Magnetspule fließende Strom einen bestimmten Wert, so wird der Anker gegen eine Federkraft zum Kern hin weiter in die Spule hineingezogen, wodurch er den Stößel aus seiner ersten Stellung in die Auslöse stellung bewegt.In this known overcurrent release exceeds by Solenoid current flowing a certain value, so the armature pulled towards the core against a spring force into the coil, whereby he moves the plunger from its first position to the release position.

Steigt der durch die Spule fließende Strom auf einen Wert an, der größer ist als der zulässige Strom, der jedoch noch nicht ausreicht, um den Anker gegen die Feder zum Kern hinzubewegen, so erwärmt sich die Spule und heizt dabei über die als Wärmeleiter dienende Traghülse die an der Wärmekontaktfläche anliegende Bimetall-Schnappscheibe auf. Sobald die Temperatur der Bimetall-Schnappscheibe einen bestimmten Wert erreicht, schnappt die Bimetallscheibe um und nimmt dabei den Auslösestößel in seine Auslösestellung mit.If the current flowing through the coil rises to a value that is greater than the allowable current, which is not yet sufficient to counter the armature moving the spring to the core, the coil heats up and heats up thereby via the support sleeve serving as a heat conductor on the heat contact surface adjacent bimetallic snap disc. As soon as the temperature the bimetallic snap disc reaches a certain value, snaps the bimetallic disc and takes in the release plunger his trigger position with.

Die bei dem bekannten Überstromauslöser vorgesehene thermoelektrische Auslösung liefert somit einen Schutz gegen unzulässig erhöhte Ströme, die auf Dauer die zu schützende Schaltung beschädigen und/oder zerstören könnten. Da die Spule die Bimetall-Schnappscheibe über die Traghülse relativ langsam aufheizt, fließt ein erhöhter Strom, der nicht zur elektromagnetischen Auslösung ausreicht, relativ lange, bevor der zu überwachende Strom thermoelektrisch unterbrochen wird. Da grundsätzlich alle erhöhten Ströme die nachfolgende zu schützende Schaltung schädigen oder zerstören können, ist auch für derartige nur relativ gering erhöhte Ströme eine schnelle Unterbrechung erforderlich. Auch die thermomechanische Auslösung muß somit schnell erfolgen.The thermoelectric provided in the known overcurrent release Tripping thus provides protection against impermissibly high currents, that permanently damage and / or destroy the circuit to be protected could. As the coil the bimetallic snap disc over the support sleeve heats up relatively slowly, an increased current flows that does not lead to electromagnetic triggering is sufficient, relatively long before the to monitoring current is interrupted thermoelectrically. Because basically all increased currents damage the subsequent circuit to be protected or can destroy, is only relatively slightly increased for such Streams require a quick break. Even the thermomechanical Tripping must therefore take place quickly.

Aus der DE 30 28 900 A1 ist ein Schutzschalter bekannt, bei dem ein Auslösestößel im Kern eines Elektromagneten geführt ist, dessen Spule von einem zu überwachenden Strom durchflossen wird. Der Anker des Schutzschalters wird magnetisch in seiner Ruhestellung gehalten. Um eine zweistufige elektromagnetische Auslösung zu erreichen, ist zwischen dem den Anker in seiner Ruhestellung haltenden Magneten und dem Anker ein thermomagnetisches Material vorgesehen, das über das die Spule umgebende Magnetjoch erwärmt wird. Durch die Erwärmung des thermomagnetischen Materials wird dieses zunehmend unmagnetisch, wodurch die Permanentmagnetfesselung des Ankers nachläßt.From DE 30 28 900 A1 a circuit breaker is known in which a trigger plunger is guided in the core of an electromagnet, the coil of one current to be monitored is flowed through. The anchor of the circuit breaker is held magnetically in its rest position. To a two-stage To achieve electromagnetic release is between the Anchor in the rest position holding magnet and the anchor thermomagnetic material is provided over the surrounding the coil Magnet yoke is heated. By heating the thermomagnetic This material becomes increasingly non-magnetic, causing the permanent magnet bond of the armature wears off.

Bei einem langsam Anstieg des zu überwachenden Stroms über zulässige Werte reduziert sich also die Haltekraft für den Anker so, daß dieser bereits bei geringeren Überströmen zur Betätigung des Stößels in die Magnetspule eintaucht.When the current to be monitored slowly rises above permissible Values, the holding force for the anchor is reduced so that it already has at lower overcurrents to actuate the plunger in the Immersed solenoid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen weiteren Auslöser für Schutzschalter bereitzustellen, der insbesondere auch bei kleineren Überströmen eine schnelle Unterbrechung des zu überwachenden Stromes ermöglicht.The invention has for its object a further trigger for To provide circuit breakers, especially for smaller ones Overflow a quick interruption of the current to be monitored enables.

Diese Aufgabe wird durch den Schutzschalter nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by the circuit breaker according to claim 1. Advantageous refinements and developments of the invention are shown in described the subclaims.

Erfindungsgemäß wird also bei einem Auslöser für elektrische Schutzschalter ein thermomechanisches Auslöseelement von einer Spule zur Erzeugung einer elektromagnetischen Auslösekraft über eine Wärmeleithülse erwärmt, die außen auf der Spule angeordnet ist und in ihrer Umfangswand zumindest einen sich über die Länge der Spule erstreckenden Schlitz aufweist.According to the invention, there is therefore a trigger for electrical circuit breakers a thermomechanical release element from a coil for generation an electromagnetic release force via a heat sleeve heated, which is arranged on the outside of the coil and in its peripheral wall at least one slot extending the length of the coil having.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Verwendung einer geschlitzten, auf der stromdurchflossenen Spule angeordneten Wärmeleithülse eine rasche Erwärmung des thermomechanischen Auslöseelements ergibt, so daß es auch bei relativ geringem Überströmen schnell aufgeheizt wird, um den Stößel aus seiner ersten Stellung in eine Auslösestellung zu bewegen.Surprisingly, it has been shown that the use of a slotted, heat-conducting sleeve arranged on the current-carrying coil rapid heating of the thermomechanical release element results, so that it heats up quickly even with relatively low overcurrents is to move the plunger from its first position to a release position move.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Auslösers zeichnet sich dadurch aus, daß die Wärmeleithülse eine Vielzahl von sich über die Länge der Spule erstreckenden Schlitzen aufweist, die in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind, wobei vier sich über die Länge der Spule erstreckende Schlitze in der Wärmeleithülse vorgesehen sind.An advantageous development of the trigger according to the invention draws is characterized in that the thermal sleeve over a variety of itself the length of the coil has extending slots that are circumferential are evenly spaced from each other, with four over the Length of the coil extending slots are provided in the thermal sleeve are.

Bei Versuchen mit verschiedenen Wärmeleithülsen, die sich nur in der Anzahl der vorgesehenen Schlitze unterschieden, hat sich gezeigt, daß die Wärmeleitung von der Spule zum thermomechanischen Auslöseelement am schlechtesten ist, wenn überhaupt kein Schlitz vorgesehen ist. Ein deutlich besseres thermomechanisches Auslöseverhalten, also eine schnellere thermomechanische Auslösung wird erzielt, wenn zwei Schlitze in der Wärmeleithülse vorgesehen sind. Die beste, also die schnellste Auslösung wurde bei diesen Versuchen mit vier Schlitzen erreicht.In experiments with different heat sockets, which are only in the Differences in the number of slots provided, it has been shown that the Heat conduction from the coil to the thermomechanical release element is worst if there is no slot at all. On significantly better thermomechanical tripping behavior, i.e. a faster thermomechanical triggering is achieved when two slots are provided in the thermal sleeve. The best, the fastest release was achieved with four slits in these experiments.

Um den Wärmeübergang zwischen der Spule und der darauf angeordneten Wärmeleithülse zu verbessern, ist vorgesehen, daß zwischen den sich über die Länge der Spule erstreckenden Schlitzen gebildete Hülsenabwandabschnitte federelastisch an der Spule anliegen.To the heat transfer between the coil and the arranged on it To improve the heat sleeve, it is envisaged that between the over the wall of the slot extending slots formed sleeve wall portions rest resiliently on the coil.

Obwohl grundsätzlich die Schlitze in der Wärmeleithülse mehr oder weniger schraubenlinienförmig sein können, solange sie zueinander parallel sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß sich die über die Länge der Spule erstreckenden Schlitze parallel zur Hülsenachse verlaufen.Although basically the slits in the heat sleeve more or less can be helical as long as they are parallel to each other are, it is provided according to the invention that the over the length of the Coil-extending slots run parallel to the sleeve axis.

Um einen schnellen Wärmetransport zum thermomechanischen Auslöseelement zu gewährleisten, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Breite (b) der Schlitze (14) etwa 1/10 bis 1/3 des Durchmesses der Wärmeleithülse (11) beträgt.For fast heat transfer to the thermomechanical release element To ensure it is conveniently provided that the Width (b) of the slots (14) about 1/10 to 1/3 of the diameter of the thermal sleeve (11) is.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Wärmeleithülse einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch aufweist, der eine zentrale Durchgangsöffnung umgibt, durch die sich der Stößel hindurch erstreckt, und dessen freie Stirnfläche eine Wärmekontaktfläche für das thermomechanische Auslöseelement bildet. Hierdurch läßt sich eine große Wärmekontaktfläche bereitstellen, so daß insbesondere am Anfang der Aufheizung des thermomechanischen Auslöseelements der Wärmeübergang von der Wärmeleithülse zum thermomechanischen Auslöseelement optimal ist.A preferred development of the invention is characterized in that that the heat-conducting sleeve extends radially inwards Has flange which surrounds a central through opening through which the plunger extends through, and its free end face a thermal contact surface forms for the thermomechanical trigger element. This makes it possible to provide a large thermal contact area, so that especially at the beginning of the heating of the thermomechanical trigger element the heat transfer from the thermal sleeve to the thermomechanical Trigger element is optimal.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wärmekontaktfläche konvex ist und daß das thermomechanische Auslöseelement eine Bimetallscheibe mit einer Durchgangsöffnung für den Stößel ist, die unterhalb einer bestimmten Temperatur zur Wärmeleithülse hin eine konkave Wärmekontaktfläche aufweist, mit der sie auf der konvexen Wärmekontaktfläche der Wärmeleithülse aufliegt, und die bei Erreichen der bestimmten Temperatur zur Betätigung des Stößels so umschnappt, daß ihre Wärmekontaktfläche konvex ist und ihr peripherer Rand mit Abstand zur Wärmekontaktfläche der Wärmeleithülse liegt.In an expedient embodiment of the invention it is provided that the thermal contact surface is convex and that the thermomechanical release element a bimetallic disc with a through opening for the The plunger is below a certain temperature to the heat sink has a concave thermal contact surface with which it is on the convex Thermal contact surface of the heat-conducting sleeve rests, and that when reached the particular temperature for actuating the plunger so snapped that their thermal contact surface is convex and their peripheral Edge lies at a distance from the thermal contact surface of the thermal sleeve.

Um den Wärmeübergang zwischen der Wärmeleithülse und dem thermomechanischen Auslöseelement, also vorzugsweise der Bimetallscheibe weiter zu verbessern, zeichnet sich eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dadurch aus, daß der durch eine Federkraft in seine erste Stellung gedrängte Stößel so mit dem thermomechanischen Auslöseelement 28 zusammenwirkt, daß das thermomechanische Auslöseelement 28 in Wärmekontakt mit der Wärmeleithülse gehalten wird.To the heat transfer between the thermal sleeve and the thermomechanical Tripping element, so preferably the bimetallic disc To improve further is an advantageous development of the invention characterized in that the spring force in its first position crowded plunger interacts with the thermomechanical release element 28, that the thermomechanical trigger element 28 in thermal contact is held with the thermal sleeve.

Um das Gewicht des Auslösers bei guter mechanischer Stabilität und schneller thermomechanischer Auslösung möglichst gering zu halten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Wärmeleithülse aus gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus Aluminium besteht.To the weight of the trigger with good mechanical stability and rapid thermomechanical triggering is to be kept as low as possible According to the invention provided that the thermal sleeve made of good heat-conducting Material, preferably made of aluminum.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Auslösers,
  • Figur 2 eine Seitenansicht des Auslösers nach Figur 1,
  • Figur 3 eine Draufsicht auf den Auslöser in Richtung der Pfeile III in Figur 2,
  • Figur 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht entsprechend Figur 1 zur Veranschaulichung der thermomechanischen Auslösung, und
  • Figur 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht entsprechend Figur 1 zur Veranschaulichung der elektromagnetischen Auslösung.
    • The invention is explained in more detail below, for example with reference to the drawing. Show it:
  • FIG. 1 shows a partially sectioned side view of a trigger according to the invention,
  • FIG. 2 shows a side view of the trigger according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a top view of the trigger in the direction of arrows III in FIG. 2,
  • Figure 4 is a partially sectioned side view corresponding to Figure 1 to illustrate the thermomechanical triggering, and
  • Figure 5 is a partially sectioned side view corresponding to Figure 1 to illustrate the electromagnetic triggering.

    • In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauteile mit gleichem Bezugszeichen versehen.In the different figures of the drawing are corresponding to each other Provide components with the same reference number.

    Wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, weist der erfindungsgemäße Auslöser für elektrische Schutzschalter eine Spule 10 auf, durch die ein zu überwachender Strom I fließt. Auf der Spule 10 ist außen eine Wärmeleithülse 11 angeordnet, die einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 12 und sich axial erstreckende Hülsenwandabschnitte 13 aufweist. Zwischen den Hülsenwandabschnitten, die als Federzungen 13 ausgebildet sind und federelastisch an der Spule 10 anliegen, sind sich über die Länge der Spule erstreckende Schlitze 14 gebildet, die vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Solange die Schlitze 14 im wesentlichen parallel zueinander sind, können sie auch schraubenlinien- oder wellenförmig sein. Bevorzugt ist es jedoch, daß sie parallel zur Hülsenachse verlaufen. Dabei beträgt ihre Breite b etwa 1/10 bis 1/3 des Durchmessers der Wärmeleithülse 11, um bei geringer Wärmekapazität der Wärmeleithülse 11 eine möglich große Wärmeübergangsfläche zwischen Spule 10 und Wärmeleithülse 11 für eine schnell thermomechanische Auslösung bereitzustellen.As shown in Figures 1 to 3, the trigger according to the invention for electrical circuit breakers a coil 10 through which a to be monitored Current I flows. On the coil 10 there is a heat-conducting sleeve 11 on the outside arranged which has a radially inwardly extending flange 12 and has axially extending sleeve wall portions 13. Between the sleeve wall sections, which are designed as spring tongues 13 and resiliently rest on the coil 10, are over the length of the Coil extending slots 14 formed, preferably in the circumferential direction are evenly spaced from each other. As long as the slots 14 are substantially parallel to each other, they can also be helical or wave-shaped. However, it is preferred that they are parallel to Sleeve axis run. Their width b is about 1/10 to 1/3 of Diameter of the heat sleeve 11 to at low heat capacity the heat-conducting sleeve 11 has a possible large heat transfer area between Coil 10 and heat-conducting sleeve 11 for a quick thermomechanical To provide triggering.

    Der Flansch 12 umgibt eine zentrale Durchgangsöffnung 15 die eine Stufe 16 aufweist und die als Montageöffnung für einen Kern 17 dient. Der in der Durchgangsöffnung 15 der Wärmeleithülse 11 gehaltene Kern 17 besitzt eine Führungsbohrung 18 in der ein Stößel 19 zum Betätigen eines (nicht gezeigten) Schaltmechanismus gleitend geführt ist.The flange 12 surrounds a central through opening 15 which is a step 16 and which serves as a mounting opening for a core 17. The Indian Through opening 15 of the heat sleeve 11 held core 17 a guide bore 18 in which a plunger 19 for actuating a (not shown) switching mechanism is slidably guided.

    Auf dem Kern 17 ist eine Führungshülse 20 angeordnet, in der ein Anker 21 gleitend geführt ist. Ein Magnetjoch 22, das zur Schließung des Magnetfeldes im Außenraum der Spule 10 dient, weist eine erste Montageöffnung 23, in der der Kern 17 gehalten ist, und eine zweite Montageöffnung 24 auf, in der das vom Kern 17 abgewandte Ende der Hülse 20 angeordnet ist. Das Magnetjoch 22 bildet somit ein Montagegehäuse für die Montage des Auslösers in einem Schutzschaltergehäuse.On the core 17, a guide sleeve 20 is arranged, in which an anchor 21 is slidably guided. A magnetic yoke 22, which is used to close the Serves magnetic field in the outer space of the coil 10, has a first mounting opening 23, in which the core 17 is held, and a second mounting opening 24 in which the end of the sleeve 20 facing away from the core 17 is arranged is. The magnetic yoke 22 thus forms an assembly housing for the Installation of the release in a circuit breaker housing.

    Um den Stößel 19 in einer in Figur 1 gezeigten ersten Stellung zu halten, ist eine Feder 25 vorgesehen, die sich einerseits am Kern 17 und andererseits an einem fest mit dem Stößel 19 verbundenen Federanschlag 26 abstützt. Auf einer freien Stirnfläche des Flansches 12, die eine vorzugsweise konvex gewölbte Wärmekontaktfläche 27 bildet, ist eine Bimetallscheibe 28 und darauf eine Betätigungsscheibe 29 angeordnet. Die Bimetallscheibe 28 im kalten Zustand und die Betätigungsscheibe 29 weisen dabei eine der konvexen Wärmekontaktfläche 27 entsprechende Form auf. Die Bimetallscheibe 28 besitzt also eine konkave Wärmekontaktfläche, mit der sie vollflächig auf der Wärmekontaktfläche 27 der Wärmeleithülse 11 aufliegt. In order to keep the plunger 19 in a first position shown in FIG a spring 25 is provided, on the one hand on the core 17 and on the other is supported on a spring stop 26 which is fixedly connected to the plunger 19. On a free end face of the flange 12, which is a preferably convex forms a curved heat contact surface 27 is a bimetallic disc 28 and an actuating disc 29 is arranged thereon. The bimetal disc 28 in the cold state and the actuating disc 29 have one of the convex heat contact surface 27 corresponding shape. The bimetal disc 28 therefore has a concave thermal contact surface with which it covers the entire surface rests on the thermal contact surface 27 of the thermal sleeve 11.

    Um die Bimetallscheibe 28 in innigem Kontakt mit der Wärmekontaktfläche 27 zu halten, so daß ein optimaler Wärmeübergang zumindest im kalten Zustand gewährleistet ist, weist der Stößel 19 eine Verdickung 30 auf, so daß er, wenn er von der Feder 25 in Figur 1 nach links in seine erste Stellung gedrängt wird, die Betätigungsscheibe 29 gegen die Bimetallscheibe 28 und damit die Bimetallscheibe 28 gegen die Wärmekontaktfläche 27 drängt.Around the bimetallic disc 28 in intimate contact with the thermal contact surface Hold 27, so that an optimal heat transfer at least in the cold Condition is ensured, the plunger 19 has a thickening 30, so that when it moves from the spring 25 in Figure 1 to the left into its first Position is pushed, the actuating disc 29 against the bimetallic disc 28 and thus the bimetallic disc 28 against the thermal contact surface 27 urges.

    Die Verdickung 30 kann vorteilhafterweise eine Stauchung sein, die nach dem Zusammenbau des Stößels 19 mit der Feder 25, dem Kern 17, der Bimetallscheibe 18 und der Betätigungsscheibe 29 hergestellt wird. Es ist aber auch denkbar, daß der Federanschlag 26 nach dem Zusammenbau dieser Elemente auf den Stößel 19 aufgepreßt oder aufgeschraubt wird.The thickening 30 can advantageously be a compression that follows the assembly of the plunger 19 with the spring 25, the core 17, the bimetallic disc 18 and the actuating disc 29 is made. It is but also conceivable that the spring stop 26 after assembly of these elements is pressed or screwed onto the plunger 19.

    Die thermomechanische Auslösung wird nun anhand von Figur 4 näher erläutert.The thermomechanical triggering is now explained in more detail with reference to FIG. 4.

    Steigt der Strom I durch die Spule 10 über einen zulässigen Wert an, so wird die durch die Verlustleistung der Spule erzeugte Wärme auf die Wärmeleithülse 11 übertragen, so daß sich diese erwärmt. Die Wärme wird also von der Außenoberfläche der Spule 10 mit Hilfe der Federzungen 13 zum Flansch 12 der Wärmeleithülse 11 abgeführt. Über den Flansch 12 wird die damit in innigem Kontakt stehende Bimetallscheibe 28 solange erwärmt, bis sie ihre Schnapp- oder Sprungtemperatur erreicht, bei der sie aus der nach links konkaven Stellung in eine nach links konvexe Stellung umschnappt. Durch dieses Umschnappen der Bimetallscheibe 28 wird die ihre Form nicht verändernde Betätigungsscheibe 29 in Figur 4 nach rechts gedrängt und nimmt dabei den mit der Verdickung 30 anliegenden Stößel gegen die Federkraft der Feder 25 nach rechts mit, um einen nicht dargestellten Schaltmechanismus in der Weise zu betätigen, daß der Strom durch die Spule I, also der zu überwachende Strom unterbrochen wird.If the current I through the coil 10 rises above a permissible value, then the heat generated by the power loss of the coil is transferred to the heat sink 11 transferred so that it heats up. So the heat will from the outer surface of the coil 10 using the spring tongues 13 to Flange 12 of the heat sleeve 11 discharged. About the flange 12 bimetal disk 28, which is in intimate contact with it, is heated as long as until it reaches its snap or step temperature at which it leaves the snapped to the left concave position to a left convex position. By snapping the bimetallic disc 28 is yours Shape-changing actuating disc 29 to the right in FIG. 4 pushed and takes the plunger with the thickening 30 against the spring force of the spring 25 to the right with a not shown Switch mechanism to operate in such a way that the current through the coil I, that is, the current to be monitored is interrupted.

    Hierbei stellt die federelastisch an der Spule 10 anliegende Wärmeleithülse 11 eine gute Wärmeaufnahme und Wärmeleitung zur Bimetallscheibe 28 sicher, so daß eine zuverlässige und schnelle Auslösung auch bei indirekt erwärmter Bimetallscheibe 28 sichergestellt ist.In this case, the heat-conducting sleeve rests resiliently on the coil 10 11 good heat absorption and heat conduction to the bimetal disc 28 safe, so that a reliable and quick release even with indirect heated bimetallic disc 28 is ensured.

    Obwohl vier Federzungen bzw. Hülsenwandabschnitte 13 und damit vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Schlitze 14 das schnellste Ansprechverhalten des thermomechanischen Auslöseelements sicherstellen, können auch zwei oder drei Schlitze 14 bzw. Hülsenwandabschnitte 13 vorgesehen sein um ein gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbessertes Auslöseverhalten sicherzustellen.Although four spring tongues or sleeve wall sections 13 and thus four slots 14 evenly distributed over the circumference the fastest response ensure the thermomechanical release element, can also have two or three slots 14 or sleeve wall sections 13 can be provided for a significantly improved compared to the prior art Ensure trigger behavior.

    An Stelle der konvexen Wärmekontaktfläche 27 ist auch eine konkave Wärmekontaktfläche denkbar. In diesem Fall wäre es dann möglich, auf die formhaltige Betätigungsscheibe 29 zu verzichten.Instead of the convex thermal contact surface 27 there is also a concave thermal contact surface conceivable. In this case it would be possible to click on the form-retaining actuating disc 29 to be omitted.

    Da jeder Strom durch die Spule 10 ein Magnetfeld bewirkt, das den Anker 21 in Richtung des Kerns 17 zieht, kann der Anker 21 auch fest mit dem Stößel 19 verbunden sein, ohne dadurch die Schaltbetätigung des Stößels 19 durch die Bimetallscheibe 28 zu behindern.Because each current through coil 10 creates a magnetic field that causes the armature 21 pulls in the direction of the core 17, the anchor 21 can also be fixed with the Plunger 19 may be connected without thereby actuating the plunger 19 to hinder by the bimetallic disc 28.

    Steigt der zu überwachende Strom I plötzlich sehr stark an, so wird von der Spule 10 ein so großes Magnetfeld erzeugt, daß die auf den Anker 21 wirkende Kraft wesentlich größer als die Federkraft der Feder 25 wird. Somit bewegt der Anker 21 den Stößel 19 in seine zweite Betätigungsstellung in der er so auf den zugeordneten Schaltmechanismus einwirkt, daß auch ein wesentlich erhöhter Strom sicher unterbrochen wird.If the current I to be monitored suddenly increases very sharply, the Coil 10 generates such a large magnetic field that that acting on the armature 21 Force is much greater than the spring force of the spring 25. Consequently the armature 21 moves the plunger 19 into its second actuation position which it acts on the associated switching mechanism, that a significantly increased current is safely interrupted.

    Claims (10)

    Auslöser für elektrische Schutzschalter, mit einem Stößel (19) zum Betätigen eines Schaltmechanismus, einer Spule (10) zur Erzeugung einer elektromagnetischen Auslösekraft, die den Stößel (19) aus einer ersten Stellung in eine Auslösestellung bewegt, und einem thermomechanischen Auslöseelement 28, das über eine Wärmeleithülse (11) mit der Spule (10) in Wärmekontakt ist und das den Stößel (19) aus seiner ersten Stellung in eine Auslösestellung bewegt, sobald es auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß     die Wärmeleithülse (11) außen auf der Spule (10) angeordnet ist und in ihrer Umfangswand zumindest einen sich über die Länge der Spule (10) erstreckenden Schlitz (14) aufweist.     Triggers for electrical circuit breakers, with a plunger (19) for actuating a switching mechanism, a coil (10) for generating an electromagnetic release force which moves the plunger (19) from a first position into a release position, and a thermomechanical release element 28 which is in thermal contact with the coil (10) via a heat-conducting sleeve (11) and which moves the plunger (19) from its first position into a release position as soon as it is heated to a predetermined temperature,
    characterized in that     the heat-conducting sleeve (11) is arranged on the outside of the coil (10) and has in its peripheral wall at least one slot (14) extending over the length of the coil (10).     Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleithülse (11) eine Vielzahl von sich über die Länge der Spule (10) erstreckenden Schlitzen (14) aufweist, die in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind.Trigger according to Claim 1, characterized in that the heat-conducting sleeve (11) has a plurality of slots (14) which extend over the length of the coil (10) and are evenly spaced apart from one another in the circumferential direction. Auslöser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier sich über die Länge der Spule (10) erstreckende Schlitze (14) in der Wärmeleithülse (11) vorgesehen sind.Trigger according to claim 1 or 2, characterized in that four slots (14) extending over the length of the coil (10) are provided in the heat-conducting sleeve (11). Auslöser nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den sich über die Länge der Spule (10) erstreckenden Schlitzen (14) gebildete Hülsenabwandabschnitte (13) federelastisch an der Spule (10) anliegen.Trigger according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that sleeve wall sections (13) formed between the slots (14) extending over the length of the coil (10) rest resiliently on the coil (10). Auslöser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die über die Länge der Spule (10) erstreckenden Schlitze (14) parallel zur Hülsenachse verlaufen.Trigger according to one of the preceding claims, characterized in that the slots (14) extending over the length of the coil (10) run parallel to the sleeve axis. Auslöser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Schlitze (14) etwa 1/10 bis 1/3 des Durchmesses der Wärmeleithülse (11) beträgt.Trigger according to one of the preceding claims, characterized in that the width (b) of the slots (14) is approximately 1/10 to 1/3 of the diameter of the heat-conducting sleeve (11). Auslöser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleithülse (11) einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch (12) aufweist, der eine zentrale Durchgangsöffnung (23) umgibt, durch die sich der Stößel (19) hindurch erstreckt, und dessen freie Stirnfläche eine Wärmekontaktfläche (27) für das thermomechanische Auslöseelement (28) bildet.Trigger according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting sleeve (11) has a radially inwardly extending flange (12) which surrounds a central through opening (23) through which the plunger (19) extends and the latter free end face forms a thermal contact surface (27) for the thermomechanical release element (28). Auslöser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmekontaktfläche (27) konvex ist und daß das thermomechanische Auslöseelement eine Bimetallscheibe (28) mit einer Durchgangsöffnung für den Stößel ist, die unterhalb einer bestimmten Temperatur zur Wärmeleithülse (11) hin eine konkave Wärmekontaktfläche aufweist, mit der sie auf der konvexen Wärmekontaktfläche (27) der Wärmeleithülse (11) aufliegt, und die bei Erreichen der bestimmten Temperatur zur Betätigung des Stößels (19) so umschnappt, daß ihre Wärmekontaktfläche konvex ist und ihr peripherer Rand mit Abstand zur Wärmekontaktfläche (27) der Wärmeleithülse (11) liegt.Trigger according to Claim 7, characterized in that the thermal contact surface (27) is convex and in that the thermomechanical trigger element is a bimetallic disc (28) with a through opening for the plunger, which has a concave thermal contact surface below the specific temperature towards the thermal sleeve (11), with which it rests on the convex heat contact surface (27) of the heat-conducting sleeve (11), and which snaps when the certain temperature for actuating the plunger (19) is reached so that its heat contact surface is convex and its peripheral edge at a distance from the heat contact surface (27) the thermal sleeve (11). Auslöser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine Federkraft in seine erste Stellung gedrängte Stößel (19) so mit dem thermomechanischen Auslöseelement (28) zusammenwirkt, daß das thermomechanische Auslöseelement (28) in Wärmekontakt mit der Wärmeleithülse (11) gehalten wird.Trigger according to one of the preceding claims, characterized in that the plunger (19) pressed into its first position by a spring force interacts with the thermomechanical trigger element (28) in such a way that the thermomechanical trigger element (28) is held in thermal contact with the heat-conducting sleeve (11) becomes. Auslöser nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleithülse (11) aus gut wärmeleitenden Material, vorzugsweise aus Aluminium besteht.Trigger according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting sleeve (11) consists of a material which is a good conductor of heat, preferably aluminum.
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