EP2044605A1 - Justierbarer kurzschlussauslöser - Google Patents

Justierbarer kurzschlussauslöser

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EP2044605A1
EP2044605A1 EP07787344A EP07787344A EP2044605A1 EP 2044605 A1 EP2044605 A1 EP 2044605A1 EP 07787344 A EP07787344 A EP 07787344A EP 07787344 A EP07787344 A EP 07787344A EP 2044605 A1 EP2044605 A1 EP 2044605A1
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EP
European Patent Office
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overcurrent release
pole
armature
spring
compression spring
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EP07787344A
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Rudolf GRÄFENHAHN
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • 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
    • H01H71/74—Means for adjusting the conditions under which the device will function to provide protection
    • H01H71/7463—Adjusting only the electromagnetic mechanism
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
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    • H01H71/7409—Interchangeable elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2219/00—Legends
    • H01H2219/002—Legends replaceable; adaptable

Definitions

  • the invention relates to an overcurrent release with a
  • Yoke with a coil winding, with a pole, with an armature and with a retaining spring for biasing the armature, wherein there is an air gap between the pole and the armature.
  • a generic device is used with instantaneous overcurrent releases, as they are known to be used in Lei ⁇ tion switches for switching and protecting motors and other consumers.
  • These instantaneous overcurrent releases are designed as electromagnetic triggers, essentially a coil winding, a
  • Coil body an armature, a pole, a plunger, a retaining spring and a yoke include.
  • the armature attracts at a certain rated current of the circuit breaker, eg at thirteen times the rated current for motor protection or at 19 times the rated current for transformer protection.
  • the armature movement acts on a switching mechanism and on a movable switching ⁇ piece to open the contacts. According to standard (IEC60947), the operating current must fluctuate a maximum of ⁇ 20%.
  • the difficulty is because of the required larger support cross-sections, smaller numbers of turns, larger tolerances of the coil and the winding wire and the associated inhomogeneren magneti ⁇ 's magnetic field, the coil winding to position the air gap between the armature and the pole sufficiently accurate, there ⁇ can be complied with the response limits according to standard.
  • a magnetic quick release for overcurrent switch is disclosed in which by means of a provided for supporting the armature spring screw, which is located in a threaded bore of the magnetic core, the release force can be changed within a certain range.
  • the invention has for its object to provide an overcurrent release with low force tolerances for the retaining spring whose response can be adjusted later, as well as a circuit breaker with such an overcurrent release.
  • compression springs can be produced with smaller force tolerances than torsion springs, which can also advantageously reduce the response current within the permissible tolerance according to IEC60947 by ⁇ 20% to eg 13 times the nominal current minus 20%.
  • compression springs have no friction between the turns and no as unfavorable friction as a torsion spring bearing.
  • a slight subsequent shift of the response value of the overcurrent release on the finished overcurrent release or finished device is possible by the interchangeability of the compression spring.
  • the compression spring from a first side of the overcurrent release forth mon ⁇ tierbar and disassembled from one of the first side opposite side.
  • the coil winding is arranged on a bobbin and the yoke is formed in two pieces.
  • the bobbin is made of plastic and has a contour for fixing the pole so that it can not come loose.
  • the contour thus serves as protection against loosening or loosening of the pole at e.g. Shocks.
  • the pole comprises a shaft and a screw head and is so fastened to the at ⁇ circuit piece, that the screw head in festgecard- th state is flush with the connection piece.
  • ⁇ by is next to a simple handling, for example by simple screws, when replacing the compression spring also ensures that no fluctuations in the armature pole distance occur due to the replacement, since the pole protrudes through the flush termination always to the same depth in the bobbin.
  • FIG. 1 shows an exploded view of an overcurrent release for a circuit breaker
  • the overcurrent release is composed of a coil winding 1 on a bobbin 6, a pole 2, an armature 3, a compression spring 5 and a connection 7.
  • the bobbin 6 is formed integrally with a support member 9.
  • a substantially Z-shaped yoke is in one piece and corresponds to the connection piece 7.
  • a combination screw 8 serves inter alia to each other positi ⁇ tioning of the two parts 7 and 9th
  • the compression spring 5 is in the assembled state between the pole 2 and the armature 3 in the interior of the bobbin 6.
  • the armature 3 has on the side facing the compression spring 5 a corresponding to the inner diameter of the compression spring 5 survey 4, which in the assembled state is enclosed by the compression spring 5.
  • the pole 2 is fastened to the connecting piece 7 by means of a thread, so that the compression spring 5 can be easily replaced in the finished device by unscrewing the pole 2, whereby the response value of the over ⁇ current release can be varied.
  • the pole-side hole of the bobbin 6 is large enough for a De Assembly of the compression spring 5 to allow the pressure spring exchange.
  • the pole-side hole of the bobbin 6 has next to a special contour for fixing the pole 2, which serves as (additional) protection, for example against unscrewing of the pole 2 in shock, so that the pole 2 can not solve.
  • FIG. 2 shows the overcurrent release from FIG. 1 in the assembled state, wherein the coil winding 1 is arranged on the bobbin 6.
  • the armature 3, the pole 2 and the compression spring 5 are located in the cavity of the cylindrical bobbin. 6
  • the invention relates to an overcurrent release with a yoke, with a coil winding, with a pole, with an armature and with a retaining spring for biasing the armature, wherein there is an air gap between the pole and the armature ⁇ .
  • the invention is based on the object ei ⁇ NEN overcurrent release with low force tolerances for the retaining spring whose response can be adjusted later, and to provide a circuit breaker with such an overcurrent release.
  • This object is achieved with an overcurrent release of the type mentioned above in that the retaining spring is designed as provided between the pole and the armature compression spring and that the over ⁇ current release is designed such that the compression spring from ⁇ exchangeable.
  • Compression springs can be manufactured with smaller force tolerances than torsion springs, which also advantageously within the allowable tolerance to IEC60947 of ⁇ 20% of the operating current can be reduced to eg 13 times the rated current minus 20%.
  • compression springs have no friction between the turns and no as unfavorable friction as a torsion spring bearing.
  • a slight subsequent shift of the response value of Ü overcurrent release on the finished overcurrent release or finished device possible.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Description

Beschreibung
Justierbarer Kurzschlussauslöser
Die Erfindung betrifft einen Überstromauslöser mit einem
Joch, mit einer Spulenwicklung, mit einem Pol, mit einem Anker und mit einer Rückhaltefeder zum Vorspannen des Ankers, wobei zwischen dem Pol und dem Anker ein Luftspalt besteht.
Eine gattungsgemäße Einrichtung wird bei unverzögerten Über- stromauslösern verwendet, wie sie bekannterweise in Leis¬ tungsschaltern zum Schalten und Schützen von Motoren und anderen Verbrauchern eingesetzt werden. Diese unverzögerten Ü- berstromauslöser sind als elektromagnetische Auslöser konzi- piert, die im Wesentlichen eine Spulenwicklung, einen
Spulenkörper, einen Anker, einen Pol, einen Stößel, eine Rückhaltefeder und ein Joch umfassen. Der Anker zieht bei einem bestimmten Bemessungsstrom des Leistungsschalters, z.B. beim dreizehnfachen Nennstrom bei Motorschutz oder beim 19- fachen Nennstrom beim Trafoschutz an. Die Ankerbewegung wirkt dabei auf ein Schaltschloss und auf ein bewegliches Schalt¬ stück, um die Kontakte zu öffnen. Gemäß Norm (IEC60947) darf dabei der Ansprechstrom maximal ±20 % schwanken.
Bei größeren Einstellbereichen besteht die Schwierigkeit darin, wegen der benötigten größeren Tragquerschnitte, geringeren Windungszahlen, größeren Toleranzen der Spule und des Wickeldrahtes und dem damit verbundenen inhomogeneren magneti¬ schen Magnetfeld, die Spulenwicklung zum Luftspalt zwischen dem Anker und dem Pol hinreichend genau zu positionieren, da¬ mit die Ansprechgrenzen gemäß Norm eingehalten werden können. Außerdem besteht das Problem, Schwankungen des Anker-Pol- Abstandes durch die Teiletoleranzen und Schwankungen der Rückhaltekraft wegen der Federtoleranzen hinreichend klein zu halten. Bei der Dimensionierung einer Leistungsschalterbau- größe wird bei der Kontaktlast und der Ausschaltkraft des Schaltschlosses vom maximal fließenden Strom ausgegangen. Für die Konstruktion bedeutet dies, dass entsprechend starke Fe¬ dern eingebaut werden und alle Bauteile die wirkenden Kräfte tragen müssen.
Aus EP 1 105 900 Bl ist ein Überstromauslöser bekannt, bei dem die Spulenwicklung in axialer Richtung mittels eines Jus- tageringes zwischen der Spulenwicklung und dem Joch positioniert werden kann.
In der CH 264437 A ist ein magnetischer Schnellauslöser für Überstromschalter offenbart, bei dem mittels einer für die Abstützung der Ankerfeder vorgesehenen Stellschraube, die sich in einer Gewindebohrung des Magnetkerns befindet, die Auslösekraft in einem gewissen Bereich verändert werden kann.
Bekannt ist z.B. aus den Leistungsschaltern SIRIUS 3RV der Baugröße S2 von Siemens auch die Verwendung einer außerhalb des Spulenkörpers liegenden Drehfeder als Rückhaltefeder, die ausgetauscht werden kann oder die mit Hilfe eines Rasters um- gehängt werden kann. Drehfedern können allerdings nur mit relativ großen Kräftetoleranzen hergestellt werden und weisen eine ungünstige Reibung durch die Drehfeder-Lagerung auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überstromaus- löser mit geringen Kräftetoleranzen für die Rückhaltefeder, dessen Ansprechwert nachträglich angepasst werden kann, sowie einen Leistungsschalter mit einem derartigen Überstromauslöser anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einem Überstromauslöser der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Rückhaltefeder als zwischen dem Pol und dem Anker vorgesehene Druckfeder ausgebildet ist und dass der Überstromauslöser derart ausgeführt ist, dass die Druckfeder austauschbar ist, wobei der Pol zum Austausch der Druckfeder mittels eines Gewindes oder eines Bajonettverschlusses am Anschlussstück befestigbar ist. Druckfedern können mit kleineren Kräftetoleranzen hergestellt werden als Drehfedern, wodurch auch vorteilhafterweise innerhalb der zulässigen Toleranz nach IEC60947 von ±20 % der Ansprechstrom auf z.B. den 13-fachen Nennstrom minus 20 % ver- kleinert werden kann. Darüber hinaus weisen Druckfedern keine Reibung zwischen den Windungen und keine so ungünstige Reibung wie eine Drehfeder-Lagerung auf. Zudem ist durch die Austauschbarkeit der Druckfeder eine leichte nachträgliche Verschiebung des Ansprechwertes des Überstromauslösers am fertigen Überstromauslöser bzw. fertigem Gerät möglich.
Dazu ist in einer vorteilhaften Ausführungsform die Druckfeder von einer ersten Seite des Überstromauslösers her mon¬ tierbar und von einer der ersten Seite gegenüber liegenden Seite demontierbar.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen weist der Pol und/oder der Anker auf der der Druckfeder zugewandten Seite eine dem Innendurchmesser der Druckfeder entsprechende Erhe- bung auf, die der Lagerung der Druckfeder dient.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist die Spulenwicklung auf einem Spulenkörper angeordnet und das Joch zweistückig ausgebildet.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist der Spulenkörper aus Kunststoff ausgebildet und weist eine Kontur zur Fixierung des Pols auf, damit sich dieser nicht lösen kann. Die Kontur dient damit als Schutz gegen ein Lösen oder Her- ausdrehen des Pols bei z.B. Erschütterungen.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen weist der Pol einen Schaft und einen Schraubkopf auf und ist derart am An¬ schlussstück befestigbar, dass der Schraubkopf im festgedreh- ten Zustand bündig an das Anschlussstück anschließt. Hier¬ durch ist neben einer einfachen Handhabung, beispielsweise durch einfaches Schrauben, beim Austauschen der Druckfeder auch gewährleistet, dass keine Schwankungen des Anker-Pol- Abstandes durch den Austausch auftreten, da der Pol durch den bündigen Abschluss immer bis zur gleichen Tiefe in den Spulenkörper hineinragt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine Explosionsdarstellung eines Überstromauslösers für einen Leistungsschalter und
FIG 2 den Überstromauslöser aus Fig 1 im zusammengebauten Zustand.
Fig 1 zeigt die wesentlichen Komponenten eines Überstromauslösers, der für Leistungsschalter zum Schalten und Schützen von Motoren und anderen Verbrauchern eingesetzt wird, in einer Explosionsdarstellung. Der Überstromauslöser ist dabei zusammengesetzt aus einer Spulenwicklung 1 auf einem Spulenkörper 6, einem Pol 2, einem Anker 3, einer Druckfeder 5 und einem Anschluss 7. Der Spulenkörper 6 ist mit einem Trägerelement 9 einstückig ausgeführt. Ein im Wesentlichen Z- förmiges Joch ist einstückig ausgeführt und entspricht dem Anschlussstück 7. Eine Kombischraube 8 dient u.a. zur Positi¬ onierung der beiden Teile 7 und 9 zueinander. Die Druckfeder 5 befindet sich im zusammengebauten Zustand zwischen dem Pol 2 und dem Anker 3 im Inneren des Spulenkörpers 6. Der Anker 3 weist auf der der Druckfeder 5 zugewandten Seite eine dem In- nendurchmesser der Druckfeder 5 entsprechende Erhebung 4 auf, die im zusammengebauten Zustand von der Druckfeder 5 umschlossen wird. Der Pol 2 ist auf das Anschlussstück 7 mittels eines Gewindes befestigbar, so dass die Druckfeder 5 auch im fertigen Gerät leicht durch Abschrauben des Pols 2 ausgetauscht werden kann, wodurch der Ansprechwert des Über¬ stromauslösers variiert werden kann. Zu diesem Zweck ist das polseitige Loch des Spulenkörpers 6 groß genug für eine De- montage der Druckfeder 5, um den Druckfederaustausch zu ermöglichen. Das polseitige Loch des Spulenkörpers 6 weist daneben eine spezielle Kontur zur Fixierung des Pols 2 auf, die als (zusätzlicher) Schutz z.B. gegen ein Herausdrehen des Pols 2 bei Erschütterungen dient, so dass sich der Pol 2 nicht lösen kann.
Fig 2 zeigt den Überstromauslöser aus Fig 1 im zusammengebauten Zustand, wobei die Spulenwicklung 1 auf dem Spulenkörper 6 angeordnet ist. Der Anker 3, der Pol 2 sowie die Druckfeder 5 befinden sich im Hohlraum des zylinderförmigen Spulenkörpers 6.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Überstromauslö- ser mit einem Joch, mit einer Spulenwicklung, mit einem Pol, mit einem Anker und mit einer Rückhaltefeder zum Vorspannen des Ankers, wobei zwischen dem Pol und dem Anker ein Luft¬ spalt besteht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ei¬ nen Überstromauslöser mit geringen Kräftetoleranzen für die Rückhaltefeder, dessen Ansprechwert nachträglich angepasst werden kann, sowie einen Leistungsschalter mit einem derartigen Überstromauslöser anzugeben. Diese Aufgabe wird bei einem Überstromauslöser der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Rückhaltefeder als zwischen dem Pol und dem Anker vorgesehene Druckfeder ausgebildet ist und dass der Über¬ stromauslöser derart ausgeführt ist, dass die Druckfeder aus¬ tauschbar ist. Druckfedern können mit kleineren Kräftetoleranzen hergestellt werden als Drehfedern, wodurch auch vorteilhafterweise innerhalb der zulässigen Toleranz nach IEC60947 von ±20 % der Ansprechstrom auf z.B. den 13-fachen Nennstrom minus 20 % verkleinert werden kann. Darüber hinaus weisen Druckfedern keine Reibung zwischen den Windungen und keine so ungünstige Reibung wie eine Drehfeder-Lagerung auf. Zudem ist durch die Austauschbarkeit der Druckfeder eine leichte nachträgliche Verschiebung des Ansprechwertes des Ü- berstromauslösers am fertigen Überstromauslöser bzw. fertigem Gerät möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Überstromauslöser mit einem Joch, mit einer Spulenwicklung (1), mit einem Pol (2), mit einem Anker (3) und mit einer Rückhaltefeder (5) zum Vorspannen des Ankers (3), wobei zwischen dem Pol (2) und dem Anker (3) ein Luftspalt besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Rückhaltefeder (5) als zwischen dem Pol (2) und dem Anker (3) vorgesehene Druckfeder (5) ausgebildet ist und dass der Überstromauslöser derart ausgeführt ist, dass die Druck¬ feder (5) austauschbar ist, wobei der Pol (2) zum Austausch der Druckfeder (5) mittels eines Gewindes oder eines Bajo¬ nettverschlusses am Anschlussstück (7) befestigbar ist.
2. Überstromauslöser nach Anspruch 1, wobei die Druckfeder (5) von einer ersten Seite des Über- stromauslösers her montierbar und von einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite zusätzlich demontierbar ist.
3. Überstromauslöser nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anker (3) auf der der Druckfeder (5) zugewandten Seite eine dem Innendurchmesser der Druckfeder (5) entsprechende Erhebung (4) aufweist.
4. Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Pol (2) auf der der Druckfeder (5) zugewandten Seite eine dem Innendurchmesser der Druckfeder (5) entsprechende Erhebung aufweist.
5. Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spulenwicklung (1) auf einem Spulenkörper (6) angeordnet ist.
6. Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Joch zweistückig ausgebildet ist.
7. Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spulenkörper (6) eine Kontur zur Fixierung des Pols (2) aufweist.
8. Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spulenkörper (6) aus Kunststoff ausgebildet ist.
9. Überstromauslöser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Pol (2) einen Schaft und einen Schraubkopf auf¬ weist .
10. Überstromauslöser nach Anspruch 9, wobei der Pol (2) derart am Anschlussstück (7) befestigbar ist, dass der Schraubkopf im festgedrehten Zustand bündig an das Anschlussstück (7) anschließt.
11. Leistungsschalter mit mindestens einem Überstromauslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
EP07787344A 2006-07-20 2007-07-11 Justierbarer kurzschlussauslöser Not-in-force EP2044605B1 (de)

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