EP1506558A1 - Breaker unit for fault current, excess current and short-circuit current protection - Google Patents

Breaker unit for fault current, excess current and short-circuit current protection

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Publication number
EP1506558A1
EP1506558A1 EP02807436A EP02807436A EP1506558A1 EP 1506558 A1 EP1506558 A1 EP 1506558A1 EP 02807436 A EP02807436 A EP 02807436A EP 02807436 A EP02807436 A EP 02807436A EP 1506558 A1 EP1506558 A1 EP 1506558A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
permanent magnets
core
current
layer
permanent magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02807436A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Walter Kahl
Rainer Ludovici
Dieter König
Ioan Orest Vlase
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.)
ABB Patent GmbH
Original Assignee
ABB Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Patent GmbH filed Critical ABB Patent GmbH
Publication of EP1506558A1 publication Critical patent/EP1506558A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01H71/32—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • H01H71/321—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements
    • H01H71/322—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements with plunger type armature
    • 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
    • H01H71/32—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
    • H01H71/327—Manufacturing or calibrating methods, e.g. air gap treatments

Definitions

  • the invention relates to an electrical switching device for fault, overcurrent and short-circuit current protection according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to develop the switching device according to the preamble of claim 1 such that the attraction of the two permanent magnets described there is reduced in the case of attraction to such an extent that the current flow through at least one of the coils, which triggers the reversal of the attraction into a repulsion is required, can be significantly reduced, but a safe attraction is still guaranteed.
  • the layer can be a film or a thin plate and can be formed from aluminum or from a plastic or from copper or from a composite of at least two of the three materials mentioned.
  • the layer can also be made of any other, non-magnetic material of sufficient strength consist. The layer material is chosen so that it. The two attractive forces to be expected between the permanent magnets do not lead to plastic deformation of the layer.
  • the non-magnetic layer can be fixed to the core or fixed to the movably guided permanent magnet.
  • the layer acts as a magnetic gap, i.e. like a material-filled air gap, and reduces the attraction of the two permanent magnets.
  • the dimensioning of the layer is chosen so that, on the one hand, the remaining attraction force is large enough in the switched-on state to ensure a reliable attraction of the permanent magnets - even when mechanical vibrations occur due to the impact of the switching element - and, on the other hand, the repulsive force when triggered is so great that frictional forces and inertia are overcome and a surplus of force that can be used to act on the switch lock or directly on the contact points is guaranteed, even if the current flow through at least one of the coils is as low as one in an F (circuit breaker usually Current available to operate a trigger.
  • F circuit breaker usually Current available to operate a trigger.
  • the distance is set so that it takes a value between the values of points 1 and 3 in the diagram, so that the amount of the attractive force is less than the amount of the attractive force when there is direct contact with no intermediate one magnetic layer, but still large enough to ensure that the movably guided permanent magnet is held securely.
  • the permanent magnets attract in the switched-on state, the core and the layer lying between the two permanent magnets, and both the core and that of the two permanent magnets which is not firmly connected to the core come together with the layer touch.
  • a current flows through at least one of the coils as described in the German patent application with AZ 10058075.0, the magnetic field is changed in such a way that the magnets repel each other and there is a relative movement of the movably guided magnet to the fixed magnet.
  • the repulsion of the magnets can remain after switching off the current flow.
  • the permanent magnets can attract and remain attracted after the force has ended.
  • the core is connected to the fixed first permanent magnet.
  • the core can also be moved with the ten permanent magnets.
  • At least one of the touching parts is coated with a non-stick layer. This ensures that sticking between the moving parts is avoided.
  • Fig. 1 is a diagram for graphical representation of the relationship between the force acting between the two permanent magnets and their distance from each other
  • Figure 2 is a sectional view in schematic representation through a trigger.
  • Fig. 3 is a sectional view in a schematic view through a variant of a
  • Fig. 4 is a sectional view through a further variant of a trigger
  • a trigger 10 has a yoke 11 which is U-shaped with a web 12 and two legs 13 and 14 running perpendicular to it.
  • a first permanent magnet 17 is fastened to the leg 13, specifically with the north pole N on the leg 13.
  • a second permanent magnet 16 is provided in the release 10, the north pole N of which is adjacent to the leg 14, whereas the south pole S of the second permanent magnet 16 is the same South pole S of the first permanent magnet 17 is opposite.
  • a core 18 made of magnetic material, for example one, is located between the two permanent magnets 16 and 17 magnetic steel, which otherwise has the same or similar properties as described in the German patent application with the AZ 10058075.0. In this embodiment, the core 18 is magnetically and mechanically connected to the first permanent magnet 17.
  • the two permanent magnets 16 and 17 are made of AINiCo material with a coercive field strength of approximately 150,000 A / m.
  • a layer 30 of non-magnetic material is located between the core 18 and the second permanent magnet 16.
  • the layer 30 is firmly connected to the core 18 and consists of a thin plate made of aluminum, but it could also be copper or a plastic.
  • the two permanent magnets 16 and 17, together with the core 18 and the layer 30, are surrounded by a coil former 19 made of non-magnetic material, which consists for example of plastic or aluminum.
  • the coil former 19 essentially consists of a longitudinally shaped, internally hollow molded body 19b, on which two insulating washers 19a are formed on the outside in a plane perpendicular to the central axis of the molded body 19b and at a distance a from one another.
  • the insulating disks 19a thus consist of the same material as the molded body 19b.
  • a coil 20 is wound around the coil former 19.
  • it consists of a number of windings made of enamelled copper wire, as is common in today's Fl-releases.
  • the second permanent magnet 16 is movable and arranged to be longitudinally displaceable in the direction of the central axis of the coil body 19. In FIG. 2, it is shown in a position in which it lies against the non-magnetic layer 30.
  • the connections (not shown) of the coil 20 can be connected to an energy storage circuit, the input of which in turn can be connected to the secondary winding of a converter that detects a possible fault current.
  • a second coil body can be attached around the coil body 19, which can carry a second coil, as described in the German patent application with the AZ 10058075.0, wherein the second coil can serve for the detection of an overcurrent or a short circuit current.
  • a plunger 33 connects to the north pole N of the second permanent magnet 16 and can act on a switch lock or directly on a contact point.
  • the plunger 33 is made of non-magnetic material and has a shoulder 35. If the second permanent magnet 16 is moved in the direction of the yoke 14 and parallel to the central axis of the coil body 19, the shoulder 35 comes towards the inner surface of the yoke 14 in a stop position lie so that the movement of the second permanent magnet 16 is limited.
  • the function of the trigger in the present embodiment corresponds to that which is described in the German patent application with the AZ 10058075.0.
  • a suitable magnetic field is generated via the coil 20, so that the parts in contact separate and move from the working position shown in FIG. 2 to a triggered position due to the repulsion of the poles of the same name, in which the second permanent magnet 16 is so is moved far in the direction of the leg 14 of the yoke 11 until the shoulder 35 in the stop on the inside of the leg 14 limits the movement.
  • a switching lock is actuated or a contact point is opened directly.
  • the insertion of the non-magnetic layer 30 has the effect that the attractive force that prevails between the touching parts in the switched-on state is only so great that a very low fault current of, for example, 1 mA with the magnetic field thus generated is correspondingly small enough to to cause repulsion of the touching parts.
  • FIG. 1 denotes the state without a non-magnetic layer.
  • the movable permanent magnet touches the core directly, the attraction between the two permanent magnets is great.
  • the distance between the movable Chen permanent magnet and the core increased by the amount of the thickness of the layer, whereby a state according to point 2 is assumed in the diagram.
  • Point 2 generally lies between point 1 and point 3 (the point with the threshold value of the distance at which the attractive force becomes zero and reverses its direction when point 3 is exceeded).
  • the thickness of the non-magnetic layer 30 could also be larger or smaller than shown in the diagram in FIG. 1, and accordingly the distance between the movable permanent magnet and the core would become larger or smaller.
  • the non-magnetic layer 30 acts like a material-filled air gap. The smaller the force of attraction between the permanent magnets, i.e.
  • the layer thickness of the non-magnetic layer 30 is greater, the trigger also becomes more sensitive to mechanical interferences, such as vibrations, which represent an external force on the movable permanent magnet and - if the external force is greater than the magnetic attraction force between the permanent magnets - the trigger becomes defective trigger.
  • Appropriate dimensioning of the thickness of the non-magnetic layer ensures that the release has the greatest possible sensitivity to the release current, while at the same time being insensitive to external interference. This makes the embodiment shown particularly suitable for use as a residual current release.
  • the generation of the magnetic field required for the separation of the moving parts can also take place through a current flow through a second coil (not shown here) or through a change in the permeability of the core 18 due to an increase in temperature, for example caused by an overcurrent.
  • the movable permanent magnet In the triggered state, the movable permanent magnet is at a distance from the core, as is shown, for example, in point 1 of the diagram in FIG.
  • the Force between the two permanent magnets has a repulsive direction.
  • an external mechanical force To reset the trigger in the switched-on state, an external mechanical force must be applied to the movable permanent magnet, the amount of which is greater than the amount of the repulsive magnetic force and the direction of action of which is directed towards the fixed permanent magnet.
  • Such a restoring force reduces the distance between the two permanent magnets, the state point in the diagram in FIG. 1 moves from the state according to point 4 to a state according to point 3. In this point 3, the magnetic force becomes zero.
  • non-magnetic layer 30 could also be firmly connected to the second permanent magnet 16 without the function changing.
  • FIG. 1 A further possible embodiment of the invention is shown in FIG.
  • a second plunger 36 is provided, which is attached to the movable permanent magnet 16 on the side facing away from the plunger 33, here the south pole of the movable permanent magnet 16, and runs parallel to the central axis of the molded body 19.
  • the fixed permanent magnet 17, the core 18, the layer 30 and the leg 13 each have a bore for receiving and guiding the second plunger 36.
  • the second plunger 36 projects beyond the leg 13 on the side assigned to the north pole of the first, fixed permanent magnet 17. It can cooperate on its side opposite the first plunger 33 with a lever, which in turn acts on a suitable switching mechanism, so that when the plunger 33 and the second plunger 36 are triggered, suitable switching operations are triggered.
  • a resetting spring 37 is provided here to support the release, as well as air channels in the form of through bores in the second, movable permanent magnet 16.
  • air can flow into the space created between the movable permanent magnet 16 and the core 30 by means of the bores, thereby preventing the triggering from being impeded due to a suction effect.
  • a cylindrical bore hole is provided parallel to the central axis of the molded body 19, which is designed like a blind hole.
  • a resetting spring 37 the diameter of which is dimensioned so that it is slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical bores 36, is inserted into the two bores 36 in such a way that its two ends are supported on the base sides 36a of the boreholes, whereby the layer 30 has a central recess 30a, through which the spring 37 penetrates the layer 30.
  • the spring constant of the spring 37 is dimensioned such that in the compressed state, that is to say when the movable permanent magnet 16 contacts the layer 30, the restoring force of the spring 37 is smaller than the attractive force due to the magnetic effect.
  • an axially extending groove can also be arranged on the edge surface of the permanent magnet.
  • the configuration according to the invention thus serves as a trigger which can be used both as a residual current, overcurrent or short-circuit release. This is achieved by assigning the two permanent magnets 16 and 17 to the core 18 and the non-magnetic layer 30, as well as suitable coils and a first and optionally a second plunger.

Abstract

The invention relates to an electric breaker unit comprising at least one contact point in the current path, at least one breaker mechanism for opening the contact point and elements for detecting the fault current and/or the excess current and/or the short-circuit current, said elements comprising two permanent magnets (16, 17), whose like poles lie opposite one another. A core (18), consisting of magnetic material and fixed to one of the permanent magnets, is provided between the opposing like poles of the permanent magnets, one of said poles being fixed and the other being mobile. The permanent magnets are at least partially surrounded by at least one coil, which is traversed by a fault current, excess current or short-circuit current, in such a way that when a current flows in the coil or coils the magnetic field is modified so that there is a relative displacement of the mobile part, said displacement being transmitted to the contact point directly or via the breaker mechanism. A layer of magnetic material that is extremely thin in relation to the longitudinal dimension of the permanent magnets is provided at least between the core (18) of magnetic material and the permanent magnet (16, 17) that is not fixed to the core.

Description

Elektrische Schalteinrichtung für Fehlerstrom-, Überstrom- und Kurzschlußstromschutz Electrical switching device for residual current, overcurrent and short-circuit current protection
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung für Fehler-, Überstrom- und Kurzschlußstromschutz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electrical switching device for fault, overcurrent and short-circuit current protection according to the preamble of claim 1.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Schalteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Anziehungskraft der dort beschriebenen beiden Permanentmagneten im Anziehungsfall soweit vermindert wird, daß der Stromfluß durch wenigstens eine der Spulen, der zur Auslösung der Umkehr der Anziehung in eine Abstoßung erforderlich ist, erheblich reduziert werden kann, wobei aber dennoch eine sichere Anziehung gewährleistet ist.The object of the invention is to develop the switching device according to the preamble of claim 1 such that the attraction of the two permanent magnets described there is reduced in the case of attraction to such an extent that the current flow through at least one of the coils, which triggers the reversal of the attraction into a repulsion is required, can be significantly reduced, but a safe attraction is still guaranteed.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a device with the characterizing features of claim 1.
Erfindungsgemäß also ist wenigstens zwischen dem Kern aus magnetischem Material und demjenigen der beiden Permanentmagnete, der mit dem Kern nicht fest verbunden ist, eine im Verhältnis zur Längsausdehnung der Permanentmagnete sehr dünne Schicht aus nicht magnetischem Material vorgesehen. Die Schicht kann in bevorzugter Ausführungsform eine Folie oder ein dünnes Plättchen sein und aus Aluminium oder aus einem Kunststoff oder aus Kupfer oder aus einem Verbund aus wenigstens zwei der drei genannten Materialien gebildet sein. Selbstverständlich kann die Schicht auch aus einem beliebigen anderen, nicht-magnetischen Material ausreichender Festigkeit bestehen. Das Schichtmaterial ist dabei so gewählt, daß es. beiden zu erwartenden Anziehungskräften zwischen den Permanentmagneten nicht zu plastischer Verformung der Schicht kommt.According to the invention, therefore, at least between the core made of magnetic material and that of the two permanent magnets which is not firmly connected to the core, a layer of non-magnetic material which is very thin in relation to the longitudinal extent of the permanent magnets is provided. In a preferred embodiment, the layer can be a film or a thin plate and can be formed from aluminum or from a plastic or from copper or from a composite of at least two of the three materials mentioned. Of course, the layer can also be made of any other, non-magnetic material of sufficient strength consist. The layer material is chosen so that it. The two attractive forces to be expected between the permanent magnets do not lead to plastic deformation of the layer.
Die nicht magnetische Schicht kann fest mit dem Kern oder fest mit dem beweglich geführten Permanentmagneten verbunden sein.The non-magnetic layer can be fixed to the core or fixed to the movably guided permanent magnet.
Die Schicht wirkt als magnetischer Spalt, also wie ein materialgefüllter Luftspalt, und setzt die Anziehungskraft der beiden Permanentmagnete herab. Die Dimensionierung der Schicht ist dabei so gewählt, daß einerseits im eingeschalteten Zustand die verbleibende Anziehungskraft groß genug ist, um eine sichere Anziehung der Permanentmagnete - auch etwa bei Auftreten von mechanischen Erschütterungen aufgrund von Stoßeinwirkung auf das Schaltelement - zu gewährleisten, andererseits im Auslösungsfall die Abstoßungskraft so groß ist, daß Reibungskräfte und Massenträgheit überwunden werden und noch ein zur Einwirkung auf das Schaltschloß bzw. direkt auf die Kontaktstellen nutzbarer Kraftüberschuß gewährleistet ist, auch wenn der Stromfluß durch -wenigstens eine der Spulen so gering ist wie ein in einem F( Schutzschalter üblicherweise zur Betätigung eines Auslösers zur Verfügung stehender Strom .The layer acts as a magnetic gap, i.e. like a material-filled air gap, and reduces the attraction of the two permanent magnets. The dimensioning of the layer is chosen so that, on the one hand, the remaining attraction force is large enough in the switched-on state to ensure a reliable attraction of the permanent magnets - even when mechanical vibrations occur due to the impact of the switching element - and, on the other hand, the repulsive force when triggered is so great that frictional forces and inertia are overcome and a surplus of force that can be used to act on the switch lock or directly on the contact points is guaranteed, even if the current flow through at least one of the coils is as low as one in an F (circuit breaker usually Current available to operate a trigger.
Wie in der deutschen Patentanmeldung mit dem AZ 10058075.0 beschrieben, nutzt man dabei die Wirkungen gemäß eines Modells aus, mit dem Kräfte in Kernfusionsprozessen simuliert werden sollen, siehe Am. J. Phys. 62(9), September 1994, S. 804 bis 806. Bei dem dort beschriebenen Modell kann der Zusammenhang zwischen dem Abstand zwischen den beiden Magneten und der zwischen den beiden Magneten wirkenden Kraft graphisch wie in dem Diagramm gemäß Fig. 1 dargestellt werden. In dem Diagramm ist auf der Abszisse 5 der Abstand zwischen den beiden Permanentmagneten aufgetragen, auf der Ordinate 6 die wirkende Kraft. Positive Kraftrichtung bedeutet dabei Abstoßung, negative Kraftrichtung bedeutet Anziehung. Im Diagramm ist auch die Berührungsfläche zwischen dem Kern 18 und der Schicht 30 sowie die räumliche Ausdehnung der Schicht 30 dargestellt. Es sind zwei, gegeneinander parallel verschobene, Wirklinien 7 (durchgezogene Linie) und 8 (gestrichelte Linie) dargestellt. Im folgenden sei zunächst nur die durchgezogene Linie 7 betrachtet, auf die gestrichelte Linie 8 wird weiter unten eingegenagen werden. Verringert man, ausgehend von großen Abständen, beispielsweise von einem Abstand gemäß Punkt 4 in dem Diagramm, den Abstand zwischen den Magneten, so erreicht man einen Schwellenwert des Abstandes (Punkt 3), an dem die Kraftrichtung zu Null wird und sich bei weiterer Annäherung umkehrt, von Abstoßung auf Anziehung. Je geringer der Abstand zwischen den beiden Permanentmagneten wird, desto größer wird der Betrag der anziehenden Kraft. In Punkt 1 in dem Diagramm ist der minimale Abstand und die größte Anziehungskraft erreicht. Durch Einfügen der erfindungsgemäßen Schicht wird der Abstand so eingestellt, daß er einen Wert zwischen den Werten der Punkte 1 und 3 in dem Diagramm einnimmt, so daß der Betrag der anziehenden Kraft geringer ist, als der Betrag der Anziehungskraft bei direkter Berührung ohne dazwischen befindlicher nicht magnetischer Schicht, aber noch ausreichend groß, um ein sicheres Halten des beweglich geführten Permanentmagneten zu gewährleisten.As described in the German patent application with AZ 10058075.0, the effects are used according to a model with which forces in nuclear fusion processes are to be simulated, see Am. J. Phys. 62 (9), September 1994, pp. 804 to 806. In the model described there, the relationship between the distance between the two magnets and the force acting between the two magnets can be represented graphically as in the diagram according to FIG. 1. In the diagram, the distance between the two permanent magnets is plotted on the abscissa 5, and the acting force is plotted on the ordinate 6. Positive direction of force means repulsion, negative direction of force means attraction. The diagram also shows the contact area between the core 18 and the layer 30 and the spatial extent of the layer 30. Two lines of action 7 (solid line) and 8 (dashed line), which are shifted parallel to each other, are shown. In the following, only the solid line 7 will be considered first; the broken line 8 will be gnawed down below. If, starting from large distances, for example from a distance according to point 4 in the diagram, the distance between the magnets is reduced, a threshold value of the distance (point 3) is reached at which the direction of force becomes zero and is reversed on further approach , from repulsion to attraction. The smaller the distance between the two permanent magnets, the greater the amount of the attractive force. At point 1 in the diagram, the minimum distance and the greatest attraction are reached. By inserting the layer according to the invention, the distance is set so that it takes a value between the values of points 1 and 3 in the diagram, so that the amount of the attractive force is less than the amount of the attractive force when there is direct contact with no intermediate one magnetic layer, but still large enough to ensure that the movably guided permanent magnet is held securely.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ziehen sich im eingeschalteten Zustand die Permanentmagnete an, wobei der Kern und die Schicht zwischen den beiden Permanentmagneten liegen und sowohl der Kern als auch derjenige der beiden Permanentmagnete, der nicht mit dem Kern fest verbunden ist, sich mit der Schicht berühren. Bei Auftreten eines Stromflusses durch wenigstens eine der Spulen wird, wie in der deutschen Patentanmeldung mit dem AZ 10058075.0 beschrieben, das magnetische Feld derart verändert, daß die Magnete sich abstoßen und eine Relativbewegung des beweglich geführten Magneten zum festen Magneten erfolgt.According to a special embodiment of the invention, the permanent magnets attract in the switched-on state, the core and the layer lying between the two permanent magnets, and both the core and that of the two permanent magnets which is not firmly connected to the core come together with the layer touch. When a current flows through at least one of the coils, as described in the German patent application with AZ 10058075.0, the magnetic field is changed in such a way that the magnets repel each other and there is a relative movement of the movably guided magnet to the fixed magnet.
Die Abstoßung der Magneten kann dabei nach Abschalten des Stromflusses bestehen bleiben.The repulsion of the magnets can remain after switching off the current flow.
Bei Verringerung des Abstandes zwischen den beiden Magneten unter einen bestimmten Schwellenwert aufgrund einer von außen wirkenden Kraft können sich die Permanentmagnete anziehen und nach Beendigung der Kraftwirkung angezogen bleiben.If the distance between the two magnets is reduced below a certain threshold value due to an external force, the permanent magnets can attract and remain attracted after the force has ended.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kern mit dem festen ersten Permanentmagneten verbunden. Der Kern kann aber auch mit dem beweglichen zwei- ten Permanentmagneten verbunden sein.In an advantageous embodiment of the invention, the core is connected to the fixed first permanent magnet. The core can also be moved with the ten permanent magnets.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eines der sich berührenden Teile mit einer Antihaftschicht beschichtet. Dadurch wird erreicht, daß Verklebungen zwischen den beweglichen Teilen vermieden werden.In a further advantageous embodiment of the invention, at least one of the touching parts is coated with a non-stick layer. This ensures that sticking between the moving parts is avoided.
Anhand der Zeichnungen, in der ein Funktionsdiagramm und zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.The invention and further advantageous refinements and improvements of the invention are to be explained and described in more detail with reference to the drawings in which a functional diagram and two exemplary embodiments of the invention are shown.
Es zeigenShow it
Fig. 1 ein Diagramm zur graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der zwischen den beiden Permanentmagneten wirkenden Kraft und ihrem Abstand voneinanderFig. 1 is a diagram for graphical representation of the relationship between the force acting between the two permanent magnets and their distance from each other
Fig. 2 eine Schnittansicht in schematischer Darstellung durch einen Auslöser;Figure 2 is a sectional view in schematic representation through a trigger.
Fig. 3 eine Schnittansicht in schematischer Ansicht durch eine Variante einesFig. 3 is a sectional view in a schematic view through a variant of a
Auslösersshutter
Fig. 4 eine Schnittansicht durch eine weitere Variante eines AuslösersFig. 4 is a sectional view through a further variant of a trigger
Nicht dargestellt in den Figuren ist die elektrische Beschaltung des Auslösers mit Energiespeicherschaltung und Wandler. Diese kann der Figur in der deutschen Patentanmeldung mit dem AZ 10058075.0 entnommen werden.The electrical wiring of the trigger with energy storage circuit and converter is not shown in the figures. This can be found in the figure in the German patent application with AZ 10058075.0.
Es sei nun Bezug genommen auf Fig. 2. Ein Auslöser 10 besitzt ein Joch 11 , welches U - förmig mit einem Steg 12 und zwei senkrecht dazu verlaufenden Schenkeln 13 und 14 versehen ist. Am Schenkel 13 ist ein erster Permanentmagnet 17 befestigt, und zwar mit dem Nordpol N am Schenkel 13. In dem Auslöser 10 ist ein zweiter Permanentmagnet 16 vorgesehen, wobei dessen Nordpol N dem Schenkel 14 benachbart liegt, wogegen der Südpol S des zweiten Permanentmagneten 16 dem Südpol S des ersten Permanentmagneten 17 gegenüberliegt. Zwischen den beiden Permanentmagneten 16 und 17 befindet sich ein Kern 18 aus magnetischem Material, beispielsweise einem magnetischen Stahl, der im Übrigen die gleichen oder ähnliche Eigenschaften aufweist wie in der deutschen Patentanmeldung mit dem AZ 10058075.0 beschrieben. In dieser Ausgestaltung ist der Kern 18 mit dem ersten Permanentmagneten 17 magnetisch und mechanisch verbunden. Die beiden Permanentmagneten 16 und 17 bestehen in dieser Ausführung aus AINiCo - Material mit einer Koerzitivfeldstärke von ca. 150000 A/m.Reference is now made to FIG. 2. A trigger 10 has a yoke 11 which is U-shaped with a web 12 and two legs 13 and 14 running perpendicular to it. A first permanent magnet 17 is fastened to the leg 13, specifically with the north pole N on the leg 13. A second permanent magnet 16 is provided in the release 10, the north pole N of which is adjacent to the leg 14, whereas the south pole S of the second permanent magnet 16 is the same South pole S of the first permanent magnet 17 is opposite. A core 18 made of magnetic material, for example one, is located between the two permanent magnets 16 and 17 magnetic steel, which otherwise has the same or similar properties as described in the German patent application with the AZ 10058075.0. In this embodiment, the core 18 is magnetically and mechanically connected to the first permanent magnet 17. In this version, the two permanent magnets 16 and 17 are made of AINiCo material with a coercive field strength of approximately 150,000 A / m.
Zwischen dem Kern 18 und dem zweiten Permanetmagneten 16 befindet sich eine Schicht 30 aus nicht-magnetischem Material. In dieser Ausgestaltung ist die Schicht 30 fest mit dem Kern 18 verbunden und besteht aus einem dünnen Plättchen aus Aluminium, es könnte aber auch Kupfer oder ein Kunststoff sein.A layer 30 of non-magnetic material is located between the core 18 and the second permanent magnet 16. In this embodiment, the layer 30 is firmly connected to the core 18 and consists of a thin plate made of aluminum, but it could also be copper or a plastic.
Die beiden Permanentmagnete 16 und 17, zusammen mit dem Kern 18 und der Schicht 30 sind von einem Spulenkörper 19 aus nicht magnetischem Material umgeben, der beispielsweise aus Kunststoff oder aus Aluminium besteht. Der Spulenkörper 19 besteht im Wesentlichen aus einem längsgerichteten, innen hohlen Formkörper 19b, auf dem außen zwei Isolierscheiben 19a in je einer Ebene senkrecht zur Mittelachse des Formkörpers 19b und in einem Abstand a voneinander, angeformt sind. Die Isolierscheiben 19a bestehen damit in dieser Ausführungsform aus demselben Material wie der Formkörper 19b. Im Bereich zwischen den beiden Isolierscheiben 19a ist um den Spulenkörper 19 herum eine Spule 20 gewickelt. Sie besteht in dem Ausführungsbeispiel aus einer Anzahl von Windungen aus Kupferlackdraht, wie sie bei heutigen Fl- Auslösem üblich ist.The two permanent magnets 16 and 17, together with the core 18 and the layer 30, are surrounded by a coil former 19 made of non-magnetic material, which consists for example of plastic or aluminum. The coil former 19 essentially consists of a longitudinally shaped, internally hollow molded body 19b, on which two insulating washers 19a are formed on the outside in a plane perpendicular to the central axis of the molded body 19b and at a distance a from one another. In this embodiment, the insulating disks 19a thus consist of the same material as the molded body 19b. In the area between the two insulating disks 19a, a coil 20 is wound around the coil former 19. In the exemplary embodiment, it consists of a number of windings made of enamelled copper wire, as is common in today's Fl-releases.
Der zweite Permanentmagnet 16 ist beweglich und in Richtung der Mittelachse des Spulenkörpers 19 längsverschieblich angeordnet. In der Figur 2 ist er in einer Position dargestellt, in der er an der nicht magnetischen Schicht 30 anliegt. Die Spule 20 kann mit ihren Anschlüssen (nicht dargestellt) mit einer Energiespeicherschaltung verbunden sein, deren Eingang wiederum mit der Sekundärwicklung eines einen möglichen Fehlerstrom detektierenden Wandlers verbunden sein kann. Ebenso kann um den Spulenkörper 19 herum ein zweiter Spulenkörper angebracht sein, der eine zweite Spule tragen kann, wie in der deutschen Patentanmeldung mit dem AZ 10058075.0 beschrieben, wobei die zweite Spule zur Detektion eines Überstromes oder eines Kurzschlußstromes dienen kann.The second permanent magnet 16 is movable and arranged to be longitudinally displaceable in the direction of the central axis of the coil body 19. In FIG. 2, it is shown in a position in which it lies against the non-magnetic layer 30. The connections (not shown) of the coil 20 can be connected to an energy storage circuit, the input of which in turn can be connected to the secondary winding of a converter that detects a possible fault current. Likewise, a second coil body can be attached around the coil body 19, which can carry a second coil, as described in the German patent application with the AZ 10058075.0, wherein the second coil can serve for the detection of an overcurrent or a short circuit current.
An den Nordpol N des zweiten Permanentmagneten 16 schließt ein Stößel 33 an, der auf ein Schaltschloß oder direkt auf eine Kontaktstelle einwirken kann. Der Stößel 33 besteht aus nicht magnetischem Material und besitzt einen Absatz 35. Wird der zweite Permanentmagnet 16 in Richtung auf das Joch 14 zu und parallel zur Mittelachse des Spulenkörpers 19 bewegt, so kommt in einer Anschlagposition der Absatz 35 gegen die Innenfläche des Joches 14 zu liegen, so daß die Bewegung des zweiten Permanentmagneten 16 begrenzt ist.A plunger 33 connects to the north pole N of the second permanent magnet 16 and can act on a switch lock or directly on a contact point. The plunger 33 is made of non-magnetic material and has a shoulder 35. If the second permanent magnet 16 is moved in the direction of the yoke 14 and parallel to the central axis of the coil body 19, the shoulder 35 comes towards the inner surface of the yoke 14 in a stop position lie so that the movement of the second permanent magnet 16 is limited.
Die Funktionsweise des Auslösers in der vorliegenden Ausführungsform entspricht derjenigen, die in der deutschen Patentanmeldung mit dem AZ 10058075.0 beschrieben ist. Bei Detektion eines Fehlerstromes wird also über die Spule 20 ein geeignetes Magnetfeld erzeugt, so daß die sich berührenden Teile sich trennen und aus der in der Figur 2 dargestellten Arbeitsposition aufgrund der Abstoßung gleichnamiger Pole in eine ausgelöste Position übergehen, in der der zweite Permanentmagnet 16 so weit in Richtung des Schenkels 14 des Joches 11 bewegt wird, bis der Absatz 35 im Anschlag an der Innenseite des Schenkels 14 die Bewegung begrenzt. Durch Einwirkung des Stößels 33 wird dadurch ein Schaltschloß betätigt oder direkt eine Kontaktstelle geöffnet. Das Einfügen der nicht magnetischen Schicht 30 bewirkt dabei, daß die Anziehungskraft, die im eingeschalteten Zustand zwischen den sich berührenden Teilen herrscht, nur so groß ist, daß bereits ein sehr geringer Fehlerstrom von beispielsweise 1mA mit dem dadurch erzeugten Magnetfeld entsprechend geringer Stärke ausreicht, um die Abstoßung der sich berührenden Teile hervorzurufen. Deutlich wird dies bei Betrachtung der Figur 1. In dem Diagramm der Figur 1 bezeichnet Punkt 1 den Zustand ohne nicht magnetische Schicht. Der bewegliche Permanentmagnet berührt direkt den Kern, die Anziehungskraft zwischen den beiden Permanentmagneten ist groß. Durch Einbringen der nicht magnetischen Schicht wird der Abstand zwischen dem bewegli- chen Permanentmagneten und dem Kern um den Betrag der Dicke der Schicht erhöht, wodurch im Diagramm ein Zustand gemäß Punkt 2 eingenommen wird. Punkt 2 liegt allgemein zwischen Punkt 1 und Punkt 3 (dem Punkt mit dem Schwellenwert des Abstandes, bei dem die anziehende Kraft zu Null wird und sich bei Überschreiten des Punktes 3 in ihrer Richtung umkehrt). So könnte die Dicke der nicht magnetischen Schicht 30 auch größer oder kleiner sein als in dem Diagramm der Fig. 1 gezeigt, entsprechend würde der Abstand zwischen dem beweglichen Permanentmagneten und dem Kern größer oder kleiner werden. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, reduziert sich die Anziehungskraft zwischen den Permanentmagneten um so mehr, je größer die Schichtdicke und damit der Abstand zwischen dem beweglichen Permanentmagneten und dem Kern wird. Die nicht magnetische Schicht 30 wirkt wie ein materialgefüllter Luftspalt. Je kleiner die Anziehungskraft zwischen den Permanentmagneten, also je größer die Schichtdicke der nicht magnetischen Schicht 30, desto geringer kann der Auslösestrom sein, durch den das magnetische Feld so beeinflußt wird, daß die beiden Permanentmagnete sich abstoßen, desto empfindlicher wird der Auslöser also. Allerdings wird der Auslöser bei größerer Schichtdicke der nicht magnetischen Schicht 30 auch empfindlicher gegenüber mechanischen Störeinwirkungen, wie beispielsweise Erschütterungen, die eine äußere Krafteinwirkung auf den beweglichen Permanentmagneten darstellen und - wenn die äußere Kraft größer ist als die magnetische Anziehungskraft zwischen den Permanentmagneten - den Auslöser fehlerhaft auslösen. Durch geeignete Dimensionierung der Dicke der nicht magnetischen Schicht wird erreicht, daß der Auslöser größtmögliche Empfindlichkeit gegenüber dem Auslösestrom besitzt bei gleichzeitig ausreichender Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Störeinflüssen. Dadurch wird die dargestellte Ausführungsform besonders geeignet, um als Fehlerstromauslöser eingesetzt zu werden.The function of the trigger in the present embodiment corresponds to that which is described in the German patent application with the AZ 10058075.0. When a fault current is detected, a suitable magnetic field is generated via the coil 20, so that the parts in contact separate and move from the working position shown in FIG. 2 to a triggered position due to the repulsion of the poles of the same name, in which the second permanent magnet 16 is so is moved far in the direction of the leg 14 of the yoke 11 until the shoulder 35 in the stop on the inside of the leg 14 limits the movement. By the action of the plunger 33, a switching lock is actuated or a contact point is opened directly. The insertion of the non-magnetic layer 30 has the effect that the attractive force that prevails between the touching parts in the switched-on state is only so great that a very low fault current of, for example, 1 mA with the magnetic field thus generated is correspondingly small enough to to cause repulsion of the touching parts. This becomes clear when looking at FIG. 1. In the diagram in FIG. 1, point 1 denotes the state without a non-magnetic layer. The movable permanent magnet touches the core directly, the attraction between the two permanent magnets is great. By introducing the non-magnetic layer, the distance between the movable Chen permanent magnet and the core increased by the amount of the thickness of the layer, whereby a state according to point 2 is assumed in the diagram. Point 2 generally lies between point 1 and point 3 (the point with the threshold value of the distance at which the attractive force becomes zero and reverses its direction when point 3 is exceeded). Thus, the thickness of the non-magnetic layer 30 could also be larger or smaller than shown in the diagram in FIG. 1, and accordingly the distance between the movable permanent magnet and the core would become larger or smaller. As can be seen from the diagram, the greater the layer thickness and thus the distance between the movable permanent magnet and the core, the more the attraction force between the permanent magnets is reduced. The non-magnetic layer 30 acts like a material-filled air gap. The smaller the force of attraction between the permanent magnets, i.e. the greater the layer thickness of the non-magnetic layer 30, the lower the tripping current can be, by which the magnetic field is influenced in such a way that the two permanent magnets repel each other, so the trigger becomes more sensitive. However, if the layer thickness of the non-magnetic layer 30 is greater, the trigger also becomes more sensitive to mechanical interferences, such as vibrations, which represent an external force on the movable permanent magnet and - if the external force is greater than the magnetic attraction force between the permanent magnets - the trigger becomes defective trigger. Appropriate dimensioning of the thickness of the non-magnetic layer ensures that the release has the greatest possible sensitivity to the release current, while at the same time being insensitive to external interference. This makes the embodiment shown particularly suitable for use as a residual current release.
Die Erzeugung de.s für die Trennung der beweglichen Teile erforderlichen Magnetfeldes kann aber auch durch einen Stromfluß durch eine zweite, hier nicht dargestellte, Spule erfolgen oder durch Änderung der Permeabilität des Kerns 18 aufgrund einer Temperaturerhöhung, hervorgerufen etwa durch einen Überstrom.The generation of the magnetic field required for the separation of the moving parts can also take place through a current flow through a second coil (not shown here) or through a change in the permeability of the core 18 due to an increase in temperature, for example caused by an overcurrent.
Im ausgelösten Zustand befindet sich der bewegliche Permanentmagnet in einem Abstand vom Kern, wie er etwa in Punkt 1 des Diagramms der Figur 1 dargestellt ist. Die Kraft zwischen den beiden Permanentmagneten hat abstoßende Richtung. Zum Rücksetzen des Auslösers in den eingeschalteten Zustand muß auf den beweglichen Permanentmagneten eine äußere mechanische Kraft aufgebracht werden, deren Betrag größer ist als der Betrag der abstoßenden magnetischen Kraft und deren Wirkrichtung hin zu dem festen Permanentmagneten gerichtet ist. Durch solch eine rückstellende Kraft wird der Abstand zwischen den beiden Permanentmagneten verringert, der Zu- standspunkt im Diagramm der Fig. 1 wandert vom Zustand gemäß Punkt 4 hin zu einem Zustand gemäß Punkt 3. In diesem Punkt 3 wird die magnetische Kraft zu Null. Bei weiterer Verringerung des Abstandes der beiden Permanentmagneten kehrt sich die Wirkrichtung der magnetischen Kraft um, die beiden Permanentmagnete ziehen sich an und der bewegliche Permanentmagnet wird nun ohne äußere Krafteinwirkung in Richtung auf den festen Permanentmagneten hin beschleunigt, so lange, bis er die Schicht berührt, also der Zustand gemäß Punkt 2 im Diagramm der Figur 1 erreicht ist.In the triggered state, the movable permanent magnet is at a distance from the core, as is shown, for example, in point 1 of the diagram in FIG. The Force between the two permanent magnets has a repulsive direction. To reset the trigger in the switched-on state, an external mechanical force must be applied to the movable permanent magnet, the amount of which is greater than the amount of the repulsive magnetic force and the direction of action of which is directed towards the fixed permanent magnet. Such a restoring force reduces the distance between the two permanent magnets, the state point in the diagram in FIG. 1 moves from the state according to point 4 to a state according to point 3. In this point 3, the magnetic force becomes zero. If the distance between the two permanent magnets is reduced further, the direction of action of the magnetic force is reversed, the two permanent magnets attract each other and the movable permanent magnet is now accelerated towards the fixed permanent magnet without any external force until it contacts the layer, the state according to point 2 in the diagram in FIG. 1 has been reached.
Selbstverständlich könnte die nicht magnetische Schicht 30 auch fest mit dem zweiten Permanentmagneten 16 verbunden sein, ohne daß sich an der Funktion etwas ändern würde.Of course, the non-magnetic layer 30 could also be firmly connected to the second permanent magnet 16 without the function changing.
In Figur 3 ist eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Hier ist ein zweiter Stößel 36 vorgesehen, der an dem beweglichen Permanentmagneten 16 an der dem Stößel 33 abgewandten Seite, hier dem Südpol des beweglichen Permanentmagneten 16, befestigt ist und parallel zur Mittelachse des Formkörpers 19 verläuft. Der feststehende Permanentmagnet 17, der Kern 18, die Schicht 30 und der Schenkel 13 weisen jeweils eine Bohrung zur Aufnahme und Führung des zweiten Stößels 36 auf. Der zweite Stößel 36 ragt auf der dem Nordpol des ersten, festen Permanentmagneten 17 zugeordneten Seite über den Schenkel 13 hinaus. Er kann an seiner dem ersten Stößel 33 entgegengesetzten Seite mit einem Hebel zusammenwirken, der wiederum auf ein geeignetes Schaltschloß einwirkt, so daß beim Auslösen sowohl über den Stößel 33 als auch über den zweiten Stößel 36 geeignete Schaltvorgänge ausgelöst werden.A further possible embodiment of the invention is shown in FIG. Here, a second plunger 36 is provided, which is attached to the movable permanent magnet 16 on the side facing away from the plunger 33, here the south pole of the movable permanent magnet 16, and runs parallel to the central axis of the molded body 19. The fixed permanent magnet 17, the core 18, the layer 30 and the leg 13 each have a bore for receiving and guiding the second plunger 36. The second plunger 36 projects beyond the leg 13 on the side assigned to the north pole of the first, fixed permanent magnet 17. It can cooperate on its side opposite the first plunger 33 with a lever, which in turn acts on a suitable switching mechanism, so that when the plunger 33 and the second plunger 36 are triggered, suitable switching operations are triggered.
In Fig. 4 ist eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Hier ist eine rückstellende Feder 37 vorgesehen, um die Auslösung zu unterstützen, sowie Luftka- näle in Form von durchgehende Bohrungen im zweiten, beweglichen Permanentmagneten 16. Mittels der Bohrungen kann bei der Auslösung Luft in den zwischen dem beweglichen Permanentmagneten 16 und dem Kern 30 entstehenden Raum einströmen, wodurch eine Behinderung der Auslösung aufgrund einer Saugwirkung vermieden wird. Sowohl in dem Kern 18, an dessen dem beweglichen Permanetmagneten 16 zugewandter Seite, als auch in dem beweglichen Permanentmagneten 16, an dessen dem Kern 18 zugewandter Seite, ist ein je zylinderförmiges Bohrloch parallel zur Mittelachse des Formkörpers 19 vorgesehen, das sacklochartig ausgeführt ist. Eine rückstellende Feder 37, deren Durchmesser so bemessen ist, daß er geringfügig kleiner ist als der innere Durchmesser der zylinderförmigen Bohrungen 36, ist so in die beiden Bohrungen 36 eingesetzt, daß sie sich mit ihren beiden Enden an den Grundseiten 36a der Bohrlöcher abstützt, wobei die Schicht 30 eine mittlere Aussparung ,30a aufweist, durch die hindurch die Feder 37 die Schicht 30 durchdringt. Die Federkonstante der Feder 37 ist so bemessen, daß in zusammengedrücktem Zustand, wenn also der bewegliche Permanentmagnet 16 sich mit der Schicht 30 berührt, die rückstellende Kraft der Feder 37 kleiner ist als die anziehende Kraft aufgrund der Magnetwirkung. Im Diagramm der Fig. 1 ist das durch die gestrichelt gezeichnete Wirklinie 8 zum Ausdruck gebracht, die gegenüber der Wirklinie 7 um einen Betrag, der der zusätzlich wirkenden Federkraft entspricht, in Richtung positiver Kraftwerte hin parallel verschoben ist. Bei Berührung zwischen dem beweglichen Magneten 16 und der Schicht 30 wird nun der Punkt 2a eingenommen, mit einer entsprechend reduzierten Anziehungskraft, die aber noch hinreichend groß ist um ein sicheres Halten im eingeschalteten Zustand zu gewährleisten. Der für die Auslösung benötigte Stromfluß durch die Spule kann dadurch nochmals geringer sein, aber vor allem besteht der Effekt der rückstellenden Feder in einer zusätzlichen Beschleunigung des Stößels bei der Auslösung, wodurch die Wirkung auf das Schaltschloß noch schneller eintreten kann als ohne die Wirkung der rückstellenden Feder 37.4 shows another possible embodiment of the invention. A resetting spring 37 is provided here to support the release, as well as air channels in the form of through bores in the second, movable permanent magnet 16. When the triggering, air can flow into the space created between the movable permanent magnet 16 and the core 30 by means of the bores, thereby preventing the triggering from being impeded due to a suction effect. Both in the core 18, on the side facing the movable permanent magnet 16, and in the movable permanent magnet 16, on the side facing the core 18, a cylindrical bore hole is provided parallel to the central axis of the molded body 19, which is designed like a blind hole. A resetting spring 37, the diameter of which is dimensioned so that it is slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical bores 36, is inserted into the two bores 36 in such a way that its two ends are supported on the base sides 36a of the boreholes, whereby the layer 30 has a central recess 30a, through which the spring 37 penetrates the layer 30. The spring constant of the spring 37 is dimensioned such that in the compressed state, that is to say when the movable permanent magnet 16 contacts the layer 30, the restoring force of the spring 37 is smaller than the attractive force due to the magnetic effect. In the diagram of FIG. 1, this is expressed by the dashed line of action 8, which is shifted in parallel with respect to the line of action 7 by an amount that corresponds to the additionally acting spring force in the direction of positive force values. When the movable magnet 16 and the layer 30 come into contact, the point 2a is now occupied, with a correspondingly reduced attraction force, which is, however, still sufficiently large to ensure secure holding in the switched-on state. The current flow through the coil required for tripping can be even lower, but above all the effect of the resetting spring is an additional acceleration of the plunger when tripping, which means that the action on the key switch can occur even faster than without the action of the resetting Spring 37.
Anstelle der axialen Bohrung durch den beweglichen Permanetmagneten 16 kann auch eine axial verlaufende Rille auf der Randfläche des Permanentmagneten angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung dient somit als Auslöser, der sowohl als Fehlerstrom-, Überstrom- oder Kurzschlußauslöser eingesetzt werden kann. Erreicht wird dies durch die Zuordnung der beiden Permanentmagnete 16 und 17 mit dem Kern 18 und der nicht magnetischen Schicht 30 sowie geeigneter Spulen und einem ersten und gegebenenfalls zweiten Stößel. Instead of the axial bore through the movable permanent magnet 16, an axially extending groove can also be arranged on the edge surface of the permanent magnet. The configuration according to the invention thus serves as a trigger which can be used both as a residual current, overcurrent or short-circuit release. This is achieved by assigning the two permanent magnets 16 and 17 to the core 18 and the non-magnetic layer 30, as well as suitable coils and a first and optionally a second plunger.

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektrische Schalteinrichtung für Fehlerstrom-, Überstrom- und Kurzschlußstromschutz, mit wenigstens einer Kontaktstelle im Strompfad und wenigstens einem Schaltschloß zur bleibenden Öffnung der Kontaktstelle und mit Mitteln zur Erfassung des Fehlerstromes und/oder des Überstromes und/oder des Kurzschlußstromes, wobei die Mittel zwei Permanentmagnete (16, 17), die mit ihren gleichnamigen Polen sich gegenüber stehen, umfassen, wobei zwischen den aufeinanderzuweisenden gleichnamigen Polen der Permanentmagnete, von denen einer fest und der andere beweglich geführt ist, ein mit einem der Permanentmagnete fest verbundener Kern (18) aus magnetischem Material vorgesehen ist, und die Permanentmagnete (16, 17) wenigstens teilweise von wenigstens einer Spule, die von einem Fehlerstrom, Überstrom oder Kurzschlußstrom durchflössen ist bzw. sind, umgeben sind, sodass bei Auftreten eines Stromflusses in der Spule oder den Spulen das magnetische Feld derart verändert wird, daß eine Relativbewegung des beweglichen Teiles erfolgt, die direkt oder über das Schaltschloß auf die Kontaktstelle übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwischen dem Kern (18) aus magnetischem Material und demjenigen der Permanentmagnete (16, 17), der mit dem Kern nicht fest verbunden ist, eine im Verhältnis zur Längsausdehnung der Permanentmagnete sehr dünne Schicht aus nicht magnetischem Material vorgesehen ist1. Electrical switching device for residual current, overcurrent and short-circuit current protection, with at least one contact point in the current path and at least one switch lock for permanent opening of the contact point and with means for detecting the fault current and / or the overcurrent and / or the short-circuit current, the means two Permanent magnets (16, 17), which face each other with their poles of the same name, a core (18) firmly connected to one of the permanent magnets between the poles of the same name of the permanent magnets, one of which is fixedly and the other movably guided magnetic material is provided, and the permanent magnets (16, 17) are at least partially surrounded by at least one coil through which a fault current, overcurrent or short-circuit current flows, so that when a current flows in the coil or coils, the magnetic Field is changed so that an R elative movement of the movable part takes place, which is transmitted directly or via the switching lock to the contact point, characterized in that at least between the core (18) made of magnetic material and that of the permanent magnets (16, 17) which is not firmly connected to the core , a very thin layer of non-magnetic material is provided in relation to the longitudinal extent of the permanent magnets
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Folie oder ein dünnes Plättchen ist und aus Aluminium oder aus einem Kunststoff oder aus Kupfer oder aus einem Verbund aus wenigstens zwei der drei genannten Materialien gebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the layer is a film or a thin plate and is formed from aluminum or from a plastic or from copper or from a composite of at least two of the three materials mentioned.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht fest mit dem Kern verbunden ist. 3. Device according to claim 2, characterized in that the layer is firmly connected to the core.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht fest mit dem beweglich geführten Permanentmagneten verbunden ist.4. Device according to claim 2, characterized in that the layer is fixedly connected to the movably guided permanent magnet.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich im eingeschalteten Zustand die Permanentmagnete anziehen, wobei der Kern und die Schicht zwischen ihnen liegen und der Kern und derjenige der beiden Permanentmagnete (16, 17), der nicht mit dem Kern fest verbunden ist, sich mit der Schicht berühren, und daß bei Auftreten eines Stromflusses durch wenigstens eine der Spulen das magnetische Feld derart verändert wird, daß die Permanentmagnete sich abstoßen und eine Relativbewegung des beweglich geführten Permanentmagneten zum festen Permanentmagneten erfolgt.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets attract in the switched-on state, the core and the layer lying between them and the core and that of the two permanent magnets (16, 17) which is not fixed to the core is connected, touching the layer, and that when a current flows through at least one of the coils, the magnetic field is changed such that the permanent magnets repel each other and there is a relative movement of the movably guided permanent magnet to the fixed permanent magnet.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstoßung der Magneten nach Abschalten des Stromflusses bestehen bleibt.6. Device according to claim 5, characterized in that the repulsion of the magnets remains after switching off the current flow.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verringerung des Abstandes zwischen den beiden Magneten unter einen bestimmten Schwellenwert aufgrund einer von außen wirkenden Kraft sich die Permanentmagnete anziehen und nach Beendigung der Kraftwirkung angezogen bleiben.7. Device according to claim 6, characterized in that when reducing the distance between the two magnets below a certain threshold due to an external force, the permanent magnets attract and remain attracted after the end of the force.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern mit dem festen ersten Permanentmagneten verbunden ist.8. Device according to claim 7, characterized in that the core is connected to the fixed first permanent magnet.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern mit dem beweglichen zweiten Permanentmagneten verbunden ist.9. Device according to claim 7, characterized in that the core is connected to the movable second permanent magnet.
10. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der sich berührenden Teile mit einer Antihaftschicht beschichtet ist.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the touching parts is coated with a non-stick layer.
11. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß eine rückstellende Feder (37) zur Unterstützung der Auslösung vorgesehen ist. 11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a resetting spring (37) is provided to support the triggering.
12. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in dem beweglichen Permanentmagneten 16 luftdurchströmbare, durchgängige Bohrungen vorgesehen sind. 12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least in the movable permanent magnet 16 air-permeable, through holes are provided.
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