EP2254138A2 - Thermischer Auslöser und elektrisches Schaltgerät mit einem thermischen Auslöser - Google Patents

Thermischer Auslöser und elektrisches Schaltgerät mit einem thermischen Auslöser Download PDF

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EP2254138A2
EP2254138A2 EP10161048A EP10161048A EP2254138A2 EP 2254138 A2 EP2254138 A2 EP 2254138A2 EP 10161048 A EP10161048 A EP 10161048A EP 10161048 A EP10161048 A EP 10161048A EP 2254138 A2 EP2254138 A2 EP 2254138A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching device
extension
leg
strip
terminal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10161048A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2254138A3 (de
Inventor
Ralf Weber
Alexander Orban
Klaus Zimmer
Joachim Becker
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 AG Germany
Original Assignee
ABB AG Germany
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB AG Germany filed Critical ABB AG Germany
Publication of EP2254138A2 publication Critical patent/EP2254138A2/de
Publication of EP2254138A3 publication Critical patent/EP2254138A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/40—Combined electrothermal and electromagnetic mechanisms
    • H01H71/405—Combined electrothermal and electromagnetic mechanisms in which a bimetal forms the inductor for the electromagnetic mechanism
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/145—Electrothermal mechanisms using shape memory materials
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/16—Electrothermal mechanisms with bimetal element

Definitions

  • the invention relates to a thermal release for an electrical installation switching device, in particular a circuit breaker, comprising a strip of bimetallic strip or of a shape memory alloy, wherein the strip is fastened with its attachment end to an extension of an arc guide rail and the extension forms a U-shape, according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to an electrical switching device, in particular a circuit breaker, with a running between a first and a second terminal current path, with a movable contact piece, with an arc guide rail and with a thermal release, comprising a strip of bimetallic strip or of a shape memory alloy, wherein the Strip is fastened with its attachment end to an extension of the arc guide rail and the extension forms a U-shape, according to the preamble of claim 4.
  • an electrical switching device in particular a circuit breaker, with a running between a first and a second terminal current path, with a movable contact piece, with an arc guide rail and with a thermal release, comprising a strip of bimetallic strip or of a shape memory alloy, wherein the Strip is fastened with its attachment end to an extension of the arc guide rail and the extension forms a U-shape, according to the preamble of claim 4.
  • a generic circuit breaker is for example in the DE 10 2008 006 863 A1 shown. It has an access and an output terminal with a current path passed through it by the switching device.
  • the current path leads via a contact point which is formed between a moveable contact lever mounted on a movable and a fixed contact piece, as well as at least one thermal, often additionally via an electromagnetic release, of which the thermal release in the event of an overcurrent and the electromagnetic release contribute to the elimination of the switching device when a short-circuit current occurs.
  • the thermal trigger acts on triggering to a Verklinkungsstelle within a switching mechanism, which is coupled to the movable contact lever, to their unlatching a.
  • the contact lever is pivoted so that the movable and the fixed contact piece are separated.
  • the electromagnetic release opens when a short-circuit current occurs, the contact lever directly by impact; At the same time, the electromagnetic release also actuates the switch lock so that the switching device is permanently open.
  • the DE 44 45 170 A1 shows a thermal release for an electrical installation switching device, with a cantilevered bimetallic strip, wherein the clamping point is located at the end of an arc guide, which leads the emerging when opening the contact point switching arc in an arc extinguishing chamber.
  • the current is supplied to the bimetallic strip via a first stranded wire welded to the bimetallic strip, and at least one further stranded wire is welded to the bimetallic strip to remove the current again.
  • the installation of a generic thermal release in a service switching device is expensive.
  • the present invention is therefore in the light of the prior art, the object of further developing a generic thermal release so that its installation in a generic service switching device is simplified. Furthermore, the present invention has the object to provide a service switching device with a thermal release, simplifies its assembly and the arc guide is improved.
  • the extension has a first leg adjoining the guide rail, a bending point and a second leg adjoining the bending point, wherein the extension is slotted at the bending point and the second leg, so that the second leg is divided into a holding arm and a contact arm, wherein the strip is attached to the free end of the support arm, and wherein the contact arm is connected to a terminal rail of a terminal.
  • the advantage of the embodiment according to the invention is that a strand for Contacting of the bimetallic strip is omitted, because this is mechanically and electrically connected to the free end of the support arm, and the electrical contact with the terminal rail of the terminal via the contact arm of the extension. This opens up the possibility of easier mounting of the thermal release according to the invention.
  • the holding arm carries a projecting flag, which serves as a pivoting surface for an adjusting.
  • the adjustment means can act on the support arm without interfering with the bimetallic strip.
  • the bimetallic strip is attached to the free end of the support arm, the adjustment acts on the tab on the support arm, but just past the bimetallic strip.
  • the thermal release with the guide rail, the terminal and the strip is designed as a prefabricated module and in a service switching device, in particular a circuit breaker used.
  • a service switching device in particular a circuit breaker used.
  • An installation switching device is characterized in that the extension has a first leg adjoining the guide rail, a bending point and a second leg adjoining the bending point, wherein the extension is slotted at the bending point and the second leg, so that the second leg into a Holding arm and a contact arm is divided, wherein the strip is attached to the free end of the support arm, and wherein the contact arm is connected to a terminal rail of a terminal.
  • the holding arm carries a projecting flag, which serves as a pivoting surface for an adjusting.
  • the adjusting means is an adjusting screw, which is mounted in a housing-fixed thread. The installation of the service switching device is simplified.
  • the bending point according to the invention is the U-bend of the U-shaped extension.
  • the current flow of the current path through the inventive Installation switching device runs from the access terminal via the terminal rail, the contact arm, the bending point, the support arm through the bimetallic strip.
  • the U-shaped bend represents a current-carrying loop.
  • In the inventive position of the bending point next to the movable contact piece of the U-bend of the bending point acts as a large Blasschleife. After opening the contact point commutes the base of the switching arc of the movable contact piece on the first leg of the extension.
  • the current path then passes through the loop of the bending point and the arc.
  • the electromagnetic blowing action is amplified by the inventive U-shaped bend on the arc, which contributes to a faster shrinkage of the arc in the arc extinguishing chamber and thus to a faster erasing the arc.
  • the first leg of the extension is mounted fixed to the housing.
  • This can for example be done by the first leg of the extension is clamped between housing-fixed ribs on the inside of the housing shells.
  • the advantage is that with the housing-fixed mounting of the first leg and the attachment end of the bimetallic strip is fixed to the housing fixed. The bimetallic strip is clamped on one side at the attachment end. If the first leg of the extension and the clamping point according to the invention are fixed to the housing, a long-term stable adjustment of the thermal release is given.
  • the adjusting screw namely the opening of the U-shape of the extension is changed and thereby the distance between the Verklinkungsstelle and the free end of the bimetallic strip. Once set, this distance should not change under nominal conditions, therefore, the opening of the U-shape of the extension should not change.
  • the housing-fixed storage of the first leg of the extension allows this.
  • the thermal release with the guide rail, the terminal and the strip is designed as a prefabricated module and inserted into the service switching device.
  • An installation switching device is so easy to install.
  • FIG. 2 schematically shows an insight into an open housing of an electrical installation device 1, here a circuit breaker.
  • an electrical installation device 1 here a circuit breaker.
  • a current path initially passes over a terminal rail 29, a first conductor piece 14 welded thereto, to the bearing end 5 of a retaining leg 4, which is in the form of a U-bend.
  • a strip 2 welded from bimetallic strip with its attachment end 3.
  • the opposite, free end 7 of the bimetallic strip 2 is connected to a strand 20.
  • the contact lever 17 is shown in solid line in its off position, with a dashed line in its closed position. In the off position, when the contact point is opened, the movable contact piece 18 is adjacent to the U-shaped bearing end. 5
  • thermobimetallic strip 2 If the current in the main current path remains above the rated current for a long time, then one speaks of an overcurrent, bends the thermobimetallic strip 2 with its free, the fastening end opposite end due to the current heat caused in him by the overcurrent so far that he has an action line 22 acts on a switch lock 8 and there ensures that a Verklinkungsstelle is unlatched.
  • the realization of the interaction of the bimetallic strip with the switching mechanism 8 can be realized in various ways, one possibility is in the already mentioned DE 10 2008 006 863 A1 shown.
  • the rear derailleur acts on a line of action 24 on the contact lever 17 and pivots it in a clockwise direction, so that the movable contact piece 18 separated from the fixed contact piece 19 and the contact point is opened and held open by the switch lock 8, see the pulled out drawn position of the contact lever 17th
  • a reconnection can be done via a switch knob 27 which cooperates via a line of action 26 with the switch lock 8 and when actuated a latching of Verklinkungsstelle allowed when the bimetallic strip 2 has bent back to its original position after the overcurrent has subsided.
  • the adjustment of the bimetallic strip 2 via an adjusting screw 13. This is in a fixed housing screw thread, not shown, stored.
  • the screw thread can for example be molded with its threaded sleeve on the inside of the housing shell. Thus, it changes the opening of the U-shape between the support leg 4 and the first leg 32. Since the Thermobimetallstsammlung 2 is welded to the bottom of the support leg 4, by pivoting the retaining leg 4 of the distance the free operating end 7 of the bimetallic strip 2 of the switching mechanism 8 adjustable.
  • the electromagnetic blowing action is amplified by the inventive U-shaped bend on the arc, which contributes to a faster shrinkage of the arc in the arc extinguishing chamber and thus to a faster erasing the arc.
  • the arc guide rail 12 carries on its left, the contact point facing side, the aforementioned extension 31. This has approximately a U-shape, with a first leg 32 which is connected directly to the arc guide rail 12, and a second leg 4, the Holding leg 4 forms and is therefore also referred to as holding leg 4.
  • the holding leg 4 is formed by bending the extension 31 at the already mentioned bearing end 5, also called bending point.
  • the arc guide rail 12 with the extension 31 may be made of one part.
  • this is a stamped and bent part made of steel. Steel is preferred because of its magnetic properties, strength and low cost.
  • the guide rail 12 and the first leg 32 are fixed to the housing and held, which can be made possible in various ways, for example by clamping between webs on the inside of the housing.
  • the retaining leg 4 must remain movable, as has been explained above in connection with the adjustment of the bimetallic strip.
  • the tight fit of the first leg 32 is important in terms of the consistency of the thermal tripping characteristics, since thereby the position of the bimetallic strip 2 relative to the switch lock 8 also remains fixed, after being adjusted once.
  • FIG. 1 shows in an isolated detail view of the extension 31 and its connection to the access terminal 9. It recognizes the one-piece design of arc guide rail 12, first leg 32 and second leg 4 as a stamped and bent part made of steel. At the upper bending point, which forms the bearing end 5, the steel strip is slotted. This results in two parallel partial strips 41, 42. One of these partial strips is bent as a holding arm 41 downward. The adjacent sub-strip 42 is also referred to as a contact arm 42 and is again bent downwards after a short course, pointing horizontally in the direction of the access terminal 9 back. It thus forms the first conductor piece 14, which is at a junction 33 with the busbar of the access terminal 9, the terminal rail 29, welded.
  • the access terminal 9 may be, for example, a known double-stroke cylinder clamp.
  • the terminal rail 29 is a bus bar, against which an inserted connection conductor is pressed with tightened or screwed clamp and thereby an electrical and mechanical Connection between the connection conductor and the terminal rail is made.
  • the assembly comprising the arc guide rail 12, the extension 31, the bimetallic strip 2 (not shown in FIG Fig. 1 ) and the access terminal 9 welded thereto via the terminal rail 29 can be manufactured as a prefabricated unit and used in a simple manner during installation in the service switching device.
  • the free end 6 of the holding arm 41 is stepped in the form of an L, so that the attachment surface 61, to which the attachment end 3 of the bimetallic strip is welded, has a distance from the holding arm 41.
  • the bimetallic strip 2 can therefore bend freely from the holding arm 41 about its clamping point.
  • Above the clamping a laterally projecting flag 43 is attached to the support arm.
  • the adjusting screw 13 does not press directly on the support arm 41, but on the surface of the flag 43.
  • the adjusting screw 13 thus extends in a plane next to the bimetallic strip 2 without affecting it. In this way, a very space-saving arrangement of the assembly of the thermal release 34 in the housing of the service switching device 1 is possible.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein elektrisches Schaltgerät (1), insbesondere Leitungsschutzschalter, mit einem zwischen einer ersten und einer zweiten Anschlussklemme (9, 10) verlaufenden Strompfad, mit einem thermischen Auslöser umfassend einen Streifen (2) aus Thermobimetall oder aus einer Formgedächtnislegierung, wobei der Streifen (2) mit seinem Befestigungsende (3) an dem freien Ende (6) eines an einem Lagerende (5) beweglich gelagerten Halteschenkels (4) befestigt ist und an seinem Betätigungsende (7) in Wirkverbindung mit einem Schaltschloss (8) steht, wobei der Strompfad von der ersten Klemme (9) über ein erstes Leiterstück (14) zu dem Lagerende (5) und weiter über das freie Ende (6) des Halteschenkels (4), sowie das Befestigungsende (3) und das Betätigungsende (7) des Streifens (2) führt. Die erste Klemme (9) und das Befestigungsende (3) des Streifens (2) sind zusätzlich über ein zweites Leiterstück (11) verbunden, das eine höhere Leitfähigkeit hat als der Halteschenkel (4).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen thermischen Auslöser für ein elektrisches Installationsschaltgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, umfassend einen Streifen aus Thermobimetall oder aus einer Formgedächtnislegierung, wobei der Streifen mit seinem Befestigungsende an einem Fortsatz einer Lichtbogenleitschiene befestigt ist und der Fortsatz eine U-Form bildet, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, mit einem zwischen einer ersten und einer zweiten Anschlussklemme verlaufenden Strompfad, mit einem beweglichen Kontaktstück, mit einer Lichtbogenleitschiene und mit einem thermischen Auslöser, umfassend einen Streifen aus Thermobimetall oder aus einer Formgedächtnislegierung, wobei der Streifen mit seinem Befestigungsende an einem Fortsatz der Lichtbogenleitschiene befestigt ist und der Fortsatz eine U-Form bildet, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
  • Ein gattungsgemäßer Leitungsschutzschalter ist beispielsweise in der DE 10 2008 006 863 A1 gezeigt. Er besitzt eine Zugangs- und eine Abgangsklemme mit einem dazwischen durch das Schaltgerät geführten Strompfad. Der Strompfad führt über eine Kontaktstelle, die zwischen einem auf einem beweglichen Kontakthebel gelagerten beweglichen und einem festen Kontaktstück gebildet ist, sowie mindestens über einen thermischen, oft zusätzlich noch über einen elektromagnetischen Auslöser, von denen der thermische Auslöser bei Auftreten eines Überstromes und der elektromagnetische Auslöser bei Auftreten eines Kurzschlussstromes zur Ausschaltung des Schaltgerätes beitragen. Dabei wirkt der thermische Auslöser bei einer Auslösung auf eine Verklinkungsstelle innerhalb eines Schaltschlosses, das mit dem beweglichen Kontakthebel gekoppelt ist, zu deren Entklinkung ein. Ist die Verklinkungsstelle entklinkt, wird der Kontakthebel verschwenkt, so dass das bewegliche und das feste Kontaktstück getrennt werden. Der elektromagnetische Auslöser öffnet bei Auftreten eines Kurzschlussstromes den Kontakthebel unmittelbar durch Aufschlagen; gleichzeitig betätigt der elektromagnetische Auslöser auch das Schaltschloss, damit das Schaltgerät bleibend geöffnet ist.
  • Die DE 44 45 170 A1 zeigt einen thermischen Auslöser für ein elektrisches Installationsschaltgerät, mit einem einseitig eingespannten Thermobimetallstreifen, wobei die Einspannstelle sich am Ende einer Lichtbogenleitschiene befindet, welche den beim Öffnen der Kontaktstelle entstehenden Schaltlichtbogen in eine Lichtbogenlöschkammer hineinführt. Der Strom wird dem Thermobimetallstreifen über eine an dem Thermobimetall angeschweißte erste Litze zugeführt, und wenigstens eine weitere Litze ist an dem Thermobimetall angeschweißt, um den Strom wieder abzuführen. Die Montage eines gattungsgemäßen thermischen Auslösers in ein Installationsschaltgerät ist aufwändig.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt im Lichte des Standes der Technik daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen thermischen Auslöser so weiterzuentwickeln, dass seine Montage in ein gattungsgemäßes Installationsschaltgerät hinein vereinfacht ist. Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Installationsschaltgerät mit einem thermischen Auslöser zu schaffen, dessen Montage vereinfacht und dessen Lichtbogenführung verbessert ist.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bezüglich des thermischen Auslösers erfindungsgemäß gelöst durch einen gattungsgemäßen thermischen Auslöser mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Bezüglich des verbesserten Installationsschaltgerätes wird die Aufgabe gelöst durch ein gattungsgemäßes Installationsschaltgerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4.
  • Erfindungsgemäß hat der Fortsatz einen an die Leitschiene anschließenden ersten Schenkel, eine Biegestelle und einen an die Biegestelle anschließenden zweiten Schenkel, wobei der Fortsatz an der Biegestelle und dem zweiten Schenkel geschlitzt ist, so dass der zweite Schenkel in einen Haltearm und einen Kontaktarm geteilt ist, wobei der Streifen an dem freien Ende des Haltearms befestigt ist, und wobei der Kontaktarm mit einer Klemmenschiene einer Anschlussklemme verbunden ist.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt darin, dass eine Litze zur Kontaktierung des Thermobimetallstreifens entfällt, denn dieser ist mechanisch und elektrisch mit dem freien Ende des Haltearms verbunden, und der elektrische Kontakt zu der Klemmschiene der Anschlussklemme erfolgt über den Kontaktarm des Fortsatzes. Somit eröffnet sich die Möglichkeit, den erfindungsgemäßen thermischen Auslöser einfacher zu montieren.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung trägt der Haltearm eine abstehende Fahne, die als Anlenkfläche für ein Justiermittel dient. Damit verbunden ist der Vorteil einer platzsparenden Anordnung des thermischen Auslösers in dem Gehäuse eines Installationsschaltgerätes. Das Justiermittel kann auf den Haltearm einwirken, ohne mit dem Thermobimetallstreifen zu interferieren. Der Thermobimetallstreifen ist an dem freien Ende des Haltearms befestigt, das Justiermittel wirkt über die Lasche auch auf den Haltearm, aber eben an dem Thermobimetallstreifen vorbei.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der thermische Auslöser mit der Leitschiene, der Anschlussklemme und dem Streifen als vorgefertigte Baugruppe ausgeführt und in ein Installationsschaltgerät, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, einsetzbar. Damit ist die Montage eines Installationsschaltgerätes mit einem erfindungsgemäßen thermischen Auslöser sehr vereinfacht.
  • Ein erfindungsgemäßes Installationsschaltgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz einen an die Leitschiene anschließenden ersten Schenkel, eine Biegestelle und einen an die Biegestelle anschließenden zweiten Schenkel hat, wobei der Fortsatz an der Biegestelle und dem zweiten Schenkel geschlitzt ist, so dass der zweite Schenkel in einen Haltearm und einen Kontaktarm geteilt ist, wobei der Streifen an dem freien Ende des Haltearms befestigt ist, und wobei der Kontaktarm mit einer Klemmenschiene einer Anschlussklemme verbunden ist.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung trägt der Haltearm eine abstehende Fahne, die als Anlenkfläche für ein Justiermittel dient. In besonders vorteilhafter Ausführungsform ist das Justiermittel eine Justierschraube, die in einem gehäusefesten Gewinde gelagert ist. Die Montage des Installationsschaltgerätes ist dadurch vereinfacht.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt bei montiertem thermischen Auslöser und geöffneter Kontaktstelle das bewegliche Kontaktstück neben der Biegestelle. Die Biegestelle ist erfindungsgemäß der U-Bogen des U-förmigen Fortsatzes. Der Stromfluss des Strompfades durch das erfindungsgemäße Installationsschaltgerät verläuft von der Zugangsklemme über die Klemmenschiene, den Kontaktarm, die Biegestelle, den Haltearm durch den Thermobimetallstreifen. Die U-förmige Biegestelle stellt eine stromdurchflossene Schleife dar. In der erfindungsgemäßen Position der Biegestelle neben dem beweglichen Kontaktstück wirkt der U-Bogen der Biegestelle wie eine große Blasschleife. Nach Öffnung der Kontaktstelle kommutiert der Fußpunkt des Schaltlichtbogens von dem beweglichen Kontaktstück auf den ersten Schenkel des Fortsatzes. Der Strompfad verläuft dann durch die Schleife der Biegestelle und den Lichtbogen hindurch. Dabei ist durch die erfindungsgemäße U-förmige Biegung die elektromagnetische Blaswirkung auf den Lichtbogen verstärkt, was zu einem schnelleren Einlaufen des Lichtbogens in die Lichtbogenlöschkammer und damit zu einem schnelleren Löschen des Lichtbogens beiträgt.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der erste Schenkel des Fortsatzes gehäusefest gelagert. Das kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der erste Schenkel des Fortsatzes zwischen gehäusefesten Rippen an der Innenseite der Gehäuseschalen festgeklemmt ist. Der Vorteil liegt darin, dass mit der gehäusefesten Lagerung des ersten Schenkels auch das Befestigungsende des Thermobimetallstreifens gehäusefest festgelegt ist. Der Thermobimetallstreifen ist an dem Befestigungsende einseitig eingespannt. Wenn der erste Schenkel des Fortsatzes und die Einspannstelle erfindungsgemäß gehäusefest festgelegt sind, ist eine langzeitstabile Justierung des thermischen Auslösers gegeben. Durch die Justierschraube wird nämlich die Öffnung der U-Form des Fortsatzes verändert und dadurch der Abstand zwischen der Verklinkungsstelle und dem freien Ende des Thermobimetallstreifens. Einmal eingestellt, soll dieser Abstand sich unter Nennbedingungen nicht mehr verändern, mithin soll sich die Öffnung der U-Form des Fortsatzes nicht mehr ändern. Die gehäusefeste Lagerung des ersten Schenkels des Fortsatzes ermöglicht dies.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der thermische Auslöser mit der Leitschiene, der Anschlussklemme und dem Streifen als vorgefertigte Baugruppe ausgeführt und in das Installationsschaltgerät eingesetzt. Ein Installationsschaltgerät ist so sehr einfach zu montieren.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
    • Figurenbeschreibung
  • Figuren und Beschreibung dienen dem besseren Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine Ansicht eines erfindungsgemäßen thermischen Auslösers, und
    Fig. 2
    eine schematische Ansicht eines Installationsschaltgerätes mit einem er- findungsgemäßen thermischen Auslöser.
  • In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile oder Elemente mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Figur 2 zeigt schematisch eine Einsicht in ein geöffnetes Gehäuse eines elektrischen Installationsgerätes 1, hier eines Leitungsschutzschalters. Zwischen einer Zugangsklemme 9 und einer Abgangsklemme 10 verläuft ein Strompfad zunächst über eine Klemmenschiene 29, ein daran angeschweißtes erstes Leiterstück 14, zu dem in Form eines U-Bogens ausgeführten Lagerende 5 eines Halteschenkels 4. An dem freien Ende 6 des Halteschenkels 4 ist ein Streifen 2 aus Thermobimetall mit seinem Befestigungsende 3 angeschweißt. Das gegenüberliegende, freie Ende 7 des Thermobimetallstreifens 2 ist mit einer Litze 20 verbunden. Diese führt den Stromfluss an einen in einer Lagerstelle 21 verschwenkbar gelagerten Kontakthebel 17, der an seinem freien Ende ein bewegliches Kontaktstück 18 trägt. Dieses bildet zusammen mit einem festen Kontaktstück 19 eine Kontaktstelle. Von dem festen Kontaktstück 19 läuft der Strompfad weiter über einen magnetischen Auslöser 16 zu der Abgangsklemme 10. In der Fig. 2 ist der Kontakthebel 17 mit ausgezogener Linie in seiner ausgeschalteten Position gezeigt, mit strichlierter Linie in seiner geschlossenen Position. In der ausgeschalteten Position, wenn die Kontaktstelle geöffnet ist, liegt das bewegliche Kontaktstück 18 neben dem U-bogenförmigen Lagerende 5.
  • Wenn der Strom im Hauptstrompfad längere Zeit über dem Nennstrom bleibt, man spricht dann von einem Überstrom, biegt sich der Thermobimetallstreifen 2 mit seinem freien, dem Befestigungsende gegenüberliegenden Ende aufgrund der in ihm durch den Überstrom hervorgerufenen Stromwärme so weit aus, dass er über eine Wirklinie 22 auf ein Schaltschloss 8 einwirkt und dort dafür sorgt, dass eine Verklinkungsstelle entklinkt wird. Die Realisierung der Wechselwirkung des Thermobimetallstreifens mit dem Schaltschloss 8 ist auf verschiedene Weisen realisierbar, eine Möglichkeit ist in der bereits erwähnten DE 10 2008 006 863 A1 dargestellt. Nach dem Entklinken der Verklinkungsstelle wirkt das Schaltwerk über eine Wirklinie 24 auf den Kontakthebel 17 ein und verschwenkt diesen im Uhrzeigersinn, so dass das bewegliche Kontaktstück 18 von dem festen Kontaktstück 19 getrennt und die Kontaktstelle geöffnet und durch das Schaltschloss 8 offengehalten wird, siehe die ausgezogen gezeichnete Lage des Kontakthebels 17.
  • Ein Wiedereinschalten kann über einen Schaltknauf 27 erfolgen, der über eine Wirklinie 26 mit dem Schaltschloss 8 zusammenwirkt und bei Betätigung ein Wiederverklinken der Verklinkungsstelle erlaubt, wenn das Thermobimetall 2 sich wieder in seine Ausgangsposition zurückgebogen hat, nachdem der Überstrom abgeklungen ist. Die Justierung des Thermobimetalls 2 erfolgt über eine Einstellschraube 13. Diese ist in einem gehäusefesten Schraubgewinde, hier nicht dargestellt, gelagert. Das Schraubgewinde kann beispielsweise mit seiner Gewindehülse an der Innenseite der Gehäuseschale mit angespritzt sein. Die Einstellschraube verschwenkt den Halteschenkel 4 um dessen Lagerende 5. Damit verändert sie die Öffnung der U-Form zwischen dem Halteschenkel 4 und dem ersten Schenkel 32. Da der Thermobimetallstreifen 2 unten an dem Halteschenkel 4 angeschweißt ist, ist durch Verschwenken des Halteschenkels 4 der Abstand des freien Betätigungsendes 7 des Thermobimetallstreifens 2 von dem Schaltschloss 8 einstellbar.
  • Wenn ein Kurzschlussstrom durch den Strompfad fließt, also ein in sehr kurzer Zeit auf ein Mehrfaches des Nennstroms ansteigender Strom, so spricht der Magnetauslöser 16 an. Dieser schlägt dann über eine Wirklinie 25 direkt und schnell den Kontakthebel 17 auf, gleichzeitig wirkt er über eine Wirklinie 23 auch auf das Schaltschloss 8 zu dessen Entklinkung und zur dauerhaften Offenhaltung der Kontaktstelle ein.
  • Bei einem schnellen Aufschlagen der Kontaktstelle entsteht zwischen den sich auseinanderbewegenden Kontaktstücken ein Schaltlichtbogen. Dieser kommutiert nach kurzer Zeit auf eine Festkontaktleitschiene 30 und über einen ersten Schenkel 32 auf eine Lichtbogenleitschiene 12 und wird in eine Lichtbogenlöschkammer 15 zum Verlöschen geführt. Solange der Lichtbogen noch nicht verloschen ist, trägt dieser den Kurzschlussstrom Der Kurzschlussstrom fließt in dieser Zeit bis zum Verlöschen des Lichtbogens über das erste Leiterstück 14, das U-förmige Lagerende 5, den Lichtbogen und die Festkontaktleitschiene. Das U-förmige Lagerende stellt eine stromdurchflossene Schleife dar. In der erfindungsgemäßen Position des Lagerendes neben dem beweglichen Kontaktstück 18 in der geöffneten Position der Kontaktstelle wirkt der U-Bogen des Lagerendes wie eine große Blasschleife. Dabei ist durch die erfindungsgemäße U-förmige Biegung die elektromagnetische Blaswirkung auf den Lichtbogen verstärkt, was zu einem schnelleren Einlaufen des Lichtbogens in die Lichtbogenlöschkammer und damit zu einem schnelleren Löschen des Lichtbogens beiträgt.
  • Die Lichtbogenleitschiene 12 trägt an ihrer linken, der Kontaktstelle zugewandten Seite, den bereits erwähnten Fortsatz 31. Dieser hat ungefähr eine U-Form, mit einem ersten Schenkel 32, der direkt mit der Lichtbogenleitschiene 12 verbunden ist, und einem zweiten Schenkel 4, der den Halteschenkel 4 bildet und daher auch als Halteschenkel 4 bezeichnet wird. Der Halteschenkel 4 entsteht durch Umbiegen des Fortsatzes 31 an dem bereits erwähnten Lagerende 5, auch Biegestelle genannt. Die Lichtbogenleitschiene 12 mit dem Fortsatz 31 kann aus einem Teil gefertigt sein. Vorteilhafterweise ist dieses ein Stanzbiegeteil aus Stahl. Stahl wird wegen seiner magnetischen Eigenschaften, seiner Festigkeit und seiner geringen Kosten wegen bevorzugt verwendet. Die Leitschiene 12 und der erste Schenkel 32 sind gehäusefest gelagert und gehalten, was auf verschiedene Arten ermöglicht werden kann, beispielsweise durch Festklemmen zwischen Stege auf der Gehäuseinnenseite. Der Halteschenkel 4 muß beweglich bleiben, wie oben im Zusammenhang mit der Justierung des Thermobimetalls erläutert worden war. Der feste Sitz des ersten Schenkels 32 ist wichtig im Hinblick auf die Konstanz der thermischen Auslöseeigenschaften, da dadurch die Lage des Thermobimetalls 2 relativ zu dem Schaltschloss 8 auch festgelegt bleibt, nachdem einmal justiert wurde.
  • Figur 1 zeigt in einer herausgelösten Detailansicht den Fortsatz 31 und seine Anbindung an die Zugangsklemme 9. Man erkennt die einstückige Ausführung von Lichtbogenleitschiene 12, erstem Schenkel 32 und zweitem Schenkel 4 als Stanzbiegeteil aus Stahl. An der oberen Biegestelle, die das Lagerende 5 bildet, ist der Stahlstreifen geschlitzt. Es entstehen dadurch zwei parallel verlaufende Teilstreifen 41, 42. Einer dieser Teilstreifen ist als Haltearm 41 nach unten gebogen. Der daneben liegende Teilstreifen 42 wird auch als Kontaktarm 42 bezeichnet und ist nach einem kurzen Verlauf senkrecht nach unten erneut umgebogen, waagerecht in Richtung auf die Zugangsklemme 9 hin weisend. Er bildet somit das erste Leiterstück 14, das an einer Verbindungsstelle 33 mit der Stromschiene der Zugangsklemme 9, der Klemmenschiene 29, verschweißt ist. Die Zugangsklemme 9 kann beispielsweise eine bekannte Doppelhub-Zylinderklemme sein. Die Klemmenschiene 29 ist dabei eine Stromschiene, gegen die ein eingeführter Anschlussleiter bei angezogener oder zugeschraubter Klemme gedrückt wird und dadurch eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem Anschlussleiter und der Klemmenschiene hergestellt wird. Die Baueinheit umfassend die Lichtbogenleitschiene 12, den Fortsatz 31, den Thermobimetallstreifen 2 (nicht dargestellt in Fig. 1) und die über die Klemmenschiene 29 daran angeschweißte Zugangsklemme 9 kann als vorgefertigte Baueinheit hergestellt und bei der Montage in das Installationsschaltgerät in einfacher Weise eingesetzt werden. Es werden bei der Baueinheit erfindungsgemäß keine flexiblen Litzen verwendet, sondern durchweg feste Stromschienen oder Leiterstreifen, die miteinander verschweißt oder verlötet sind, sie könnten natürlich auch verschraubt oder auf sonstige bekannte Art kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Die Verwendung von festen Bauteilen und der Verzicht auf flexible Litzen ermöglicht die einfache Handhabung der Baugruppe bei der Montage.
  • Das freie Ende 6 des Haltearms 41 ist stufenförmig in Form eines L ausgeführt, so dass die Befestigungsfläche 61, an der das Befestigungsende 3 des Thermobimetallstreifens angeschweißt ist, einen Abstand von dem Haltearm 41 aufweist. Der Thermobimetallstreifen 2 kann sich daher frei von dem Haltearm 41 um seine Einspannstelle verbiegen. Oberhalb der Einspannstelle ist an dem Haltarm eine seitlich abstehende Fahne 43 angebracht. Diese bildet das Widerlager für die Justierschraube 13. Die Justierschraube 13 drückt nicht direkt auf den Haltearm 41, sondern auf die Fläche der Fahne 43. Die Justierschraube 13 verläuft somit in einer Ebene neben dem Thermobimetallstreifen 2, ohne diesen zu beeinflussen. Auf diese Weise ist eine sehr raumsparende Anordnung der Baugruppe des Thermischen Auslösers 34 in dem Gehäuse des Installationsschaltgerätes 1 ermöglicht. Bezugszeichenliste
    1 Elektrisches Schaltgerät 20 Litze
    2 Streifen aus Thermobimetall 21 Lagerstelle
    3 Befestigungsende 22 Wirklinie
    4 Halteschenkel, zweiter 23 Wirklinie
    Schenkel 24 Wirklinie
    5 Lagerende, Biegestelle 25 Wirklinie
    6 freies Ende 26 Wirklinie
    7 Betätigungsende 27 Schaltknauf
    8 Schaltschloss 29 Klemmenschiene
    9 erste Anschlussklemme 30 Festkontaktleitschiene
    10 zweite Anschlussklemme 31 Fortsatz
    12 Lichtbogenleitschiene 32 erster Schenkel
    13 Justiermittel 33 Verbindungsstelle
    14 erstes Leiterstück 34 thermischer Auslöser
    15 Lichtbogenlöschkammer 41 Haltearm
    16 magnetischer Auslöser 42 Kontaktarm
    17 Kontakthebel 43 Fahne
    18 bewegliches Kontaktstück 61 Befestigungsfläche
    19 festes Kontaktstück

Claims (10)

  1. Thermischer Auslöser (34) für ein elektrisches Installationsschaltgerät (1), insbesondere einen Leitungsschutzschalter, umfassend einen Streifen (2) aus Thermobimetall oder aus einer Formgedächtnislegierung, wobei der Streifen (2) mit seinem Befestigungsende (3) an einem Fortsatz (31) einer Lichtbogenleitschiene (12) befestigt ist und der Fortsatz (31) eine U-Form bildet,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (31) einen an die Leitschiene (12) anschließenden ersten Schenkel (32), eine Biegestelle (5) und einen an die Biegestelle (5) anschließenden zweiten Schenkel (4) hat, wobei der Fortsatz (31) an der Biegestelle (5) und dem zweiten Schenkel (4) geschlitzt ist, so dass der zweite Schenkel (4) in einen Haltearm (41) und einen Kontaktarm (42) geteilt ist, wobei der Streifen (2) an dem freien Ende (6) des Haltearms (41) befestigt ist, und wobei der Kontaktarm (42) mit einer Klemmenschiene (29) einer Anschlussklemme (9) verbunden ist.
  2. Thermischer Auslöser (34) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (41) eine abstehende Fahne (43) trägt, die als Anlenkfläche für ein Justiermittel (13) dient.
  3. Thermischer Auslöser (34) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Auslöser (34) mit der Leitschiene (12), der Anschlussklemme (9) und dem Streifen (2) als vorgefertigte Baugruppe ausgeführt und in ein Installationsschaltgerät (1), insbesondere einen Leitungsschutzschalter, einsetzbar ist.
  4. Elektrisches Schaltgerät (1), insbesondere Leitungsschutzschalter, mit einem zwischen einer ersten und einer zweiten Anschlussklemme (9, 10) verlaufenden Strompfad, mit einem beweglichen Kontaktstück (18), mit einer Lichtbogenleitschiene (12) und mit einem thermischen Auslöser (34) umfassend einen Streifen (2) aus Thermobimetall oder aus einer Formgedächtnislegierung, wobei der Streifen (2) mit seinem Befestigungsende (3) an einem Fortsatz (31) der Lichtbogenleitschiene (12) befestigt ist und der Fortsatz (31) eine U-Form bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz (31) einen an die Leitschiene (12) anschließenden ersten Schenkel (32), eine Biegestelle (5) und einen an die Biegestelle (5) anschließenden zweiten Schenkel (4) hat, wobei der Fortsatz (31) an der Biegestelle (5) und dem zweiten Schenkel (4) geschlitzt ist, so dass der zweite Schenkel (4) in einen Haltearm (41) und einen Kontaktarm (42) geteilt ist, wobei der Streifen (2) an dem freien Ende (6) des Haltearms (41) befestigt ist, und wobei der Kontaktarm (42) mit einer Klemmenschiene (29) einer Anschlussklemme (9) verbunden ist.
  5. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltearm (41) eine abstehende Fahne (43) trägt, die als Anlenkfläche für ein Justiermittel (13) dient.
  6. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Justiermittel eine Justierschraube ist, die in einem gehäusefesten Gewinde gelagert ist.
  7. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei montiertem thermischen Auslöser (34) und geöffneter Kontaktstelle das bewegliche Kontaktstück (5) neben der Biegestelle (5) liegt.
  8. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (32) des Fortsatzes (31) gehäusefest gelagert ist.
  9. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkel (32) des Fortsatzes (31) zwischen gehäusefesten Rippen an der Innenseite der Gehäuseschalen festgeklemmt ist.
  10. Elektrisches Schaltgerät (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Auslöser (34) mit der Leitschiene (12), der Anschlussklemme (9) und dem Streifen (2) als vorgefertigte Baugruppe ausgeführt und in das Installationsschaltgerät (1) eingesetzt ist.
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