DE4413888B4 - Overcurrent release for a self-switch - Google Patents

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Abstract

Überstromauslöser für einen Selbstschalter, mit einem thermischen Auslöser in Form eines thermomechanischen Wandlers aus einer Formgedächtnislegierung, mit einem elektromagnetischen Auslöser mit einem Spulenkörper, der einen Magnetkern und einen Magnetanker umgibt und um den herum eine Auslösespule gewickelt ist, wobei der thermomechanische Wandler als eine Art innerhalb der Spule angeordnete Schraubenfeder ausgebildet und mit einem Stößel gekuppelt ist, so dass der thermomechanische Wandler beim Ansprechen den Stößel in Richtung Öffnen der Verklinkungsstelle beaufschlagt, wobei der mit dem Magnetanker kraftschlüssig verbundene Stößel aus dem Auslöser herausragt und beim Ansprechen eine Verklinkungsstelle entklinkt, und wobei der Magnetkern (30) und der Magnetanker (16) topfförmig ausgebildet und mit ihrer offenen Seite gegeneinander gerichtet sind, wobei innerhalb des Magnetankers (30) der sich in die Topfform (17) des Magnetankers fortsetzende Stößel (33) beweglich geführt und zwischen dem Magnetkern (30) und dem Magnetanker (16) von der Ausgleichsfeder (34) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb der Spule...Overcurrent release for a circuit breaker, with a thermal release in the form of a thermomechanical transducer made of a shape memory alloy, with an electromagnetic release with a coil body that surrounds a magnetic core and a magnet armature and around which a trip coil is wound, the thermomechanical converter as a kind within the coil arranged coil spring is formed and coupled with a plunger, so that the thermomechanical transducer acts upon the plunger in response to the opening of the latching point, the plunger non-positively connected to the magnet armature protrudes from the trigger and a latching point unlatched when activated, and wherein the Magnetic core (30) and the magnet armature (16) are cup-shaped and are directed towards each other with their open side, the plunger (33) continuing into the pot shape (17) of the magnet armature moving within the magnet armature (30) h guided and between the magnetic core (30) and the magnet armature (16) is surrounded by the compensating spring (34), characterized in that the inside the coil ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Überstromauslöser für einen Selbstschalter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an overcurrent release for one Automatic switch, according to the preamble of claim 1.

Selbstschalter, Leitungsschutzschalter oder Fehierstramschutzschalter sollen ein Netz bei Überstrom und Kurzschluss zur Vermeidung von Gefahren abschalten. Zu diesem Zweck besitzt jeder Selbstschalter einen thermischen Auslöser und einen elektromagnetischen Auslöser. Der thermische Auslöser ist meist als Thermobimetall ausgebildet und der elektromagnetische Auslöser besitzt einen Magnetkern und einen Magnetanker, die beide in einem Spulenkörper untergebracht sind, um den herum eine Spule gewickelt ist. Wenn ein Kurzschlussstrom auftritt, dann wird der Magnetanker gegen den Magnetkern gezogen, und über einen mit dem Magnetanker verbundenen Stöße! wird eine Verklinkungsstelle in einem Schaltschloss des Selbstschalters entklinkt und dadurch Kontaktstellen des Selbstschalters geöffnet.Automatic switch, circuit breaker or residual current circuit breakers are intended to be a network in the event of overcurrent and short-circuit to avoid danger. To this Each auto switch has a thermal release and purpose an electromagnetic trigger. The thermal trigger is usually designed as a bimetal and the electromagnetic trigger has a magnetic core and a magnetic armature, both housed in a coil former around which a coil is wound. If a short circuit current occurs, then the magnet armature is pulled against the magnet core, and over one shocks associated with the magnet armature! becomes a latching point in unlocked a switch lock of the automatic switch and thereby contact points the automatic switch is open.

Der thermische Auslöser ist in der Vergangenheit als Thermobimetall ausgebildet gewesen; es ist bekannt, anstatt eines Thermobimetalls auch einen Streifen aus einer Formgedächtnislegierung zu verwenden.The thermal trigger is has been trained as a bimetallic strip in the past; it is known, instead of a bimetallic strip from a Shape memory alloy to use.

Aus der DE 29 12 361 A1 ist ein Überstromabschalter bekannt geworden, der eine Schraubenfeder aus einer Formgedächinisiegierung aufweist, die mit einer Feder aus einer normalen Legierung zusammenwirkt, in dem beide Federn in entgegengesetzter Richtung auf ein bewegliches Element wirken, mit dem ein beweglicher Kontaktarm betätigt wird. Ein Magnetauslöser ist bei dieser Anordnung nicht vorhanden und darüber hinaus findet diese Anordnung auch Anwendung bei einem Umschalter, bei dem der Kontakthebel von einem ersten festen Kontaktstück zu einem zweiten festen Kontaktstück von dem Element bewegt wird.From the DE 29 12 361 A1 an overcurrent switch has become known which has a coil spring made of a shape-memory alloy which interacts with a spring made of a normal alloy, in which both springs act in the opposite direction on a movable element with which a movable contact arm is actuated. A magnetic release is not present in this arrangement and, moreover, this arrangement is also used in a changeover switch in which the contact lever is moved by the element from a first fixed contact piece to a second fixed contact piece.

Eine ähnliche Ausführungsform ist aus der DE-OS 21 39 852 bekannt geworden.A similar embodiment is shown in FIG DE-OS 21 39 852 known.

Aus der DE 30 13 016 A1 ist ein Auslöser für einen Leitungsschutzschalter bekannt geworden, bei dem ein thermodynamischer Wandler aus einer Formgedächtnislegierung als Spirale ausgebildet ist, die koaxial zur Spule oder dem Joch eines magnetischen Kurzschlussauslösers angeordnet ist. Die Spirale kann sich dabei bei Temperaturerhöhung axial oder radial verformen. Über eine nähere Ausgestaltung der Zuordnung des thermomechanischen Wandlers zu dem elektromagnetischen Auslöser dann, wenn der thermomechanische Wandler als Spirale ausgebildet ist, ist in der DE 30 13 016 A1 nichts ausgeführt.From the DE 30 13 016 A1 A trigger for a circuit breaker has become known, in which a thermodynamic converter made of a shape memory alloy is designed as a spiral, which is arranged coaxially with the coil or the yoke of a magnetic short-circuit release. The spiral can deform axially or radially when the temperature rises. About a more detailed configuration of the assignment of the thermomechanical transducer to the electromagnetic release when the thermomechanical transducer is designed as a spiral is in the DE 30 13 016 A1 nothing done.

Aus der AT-E 31 590 B ist ein Auslöser der eingangs genannten Art bekannt geworden, der eine Kombination zwischen einem elektromagnetischen Kurzschlussauslöser und einem thermomechanischen Überstromauslöser bildet, wobei der thermomechanische Überstromauslöser durch einen schraubenförmig gewickeiten Draht aus einer Formgedächtnislegierung gebildet ist, der auf einen Stößel des Auslösers einwirkt und auf diese Weise ein Schaltschloss entklinkt. Zur Rückstellung des thermomechanischen Wandlers ist eine Feder vorgesehen, die zwischen dem Magnetkern und einem Bord des Stößels angeordnet ist und über den thermomechanischen Wandler auch den Magnetanker in die Ausgangsstellung drückt.AT-E 31 590 B is a trigger at the beginning known type of a combination between a forms an electromagnetic short-circuit release and a thermomechanical overcurrent release, the thermomechanical overcurrent release by one helical thread is formed from a shape memory alloy, the on a pestle of the shutter acts and in this way releases a key switch. To reset of the thermomechanical transducer, a spring is provided which between the magnetic core and a board of the plunger is arranged and over the thermomechanical transducer also the magnet armature in the starting position suppressed.

Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der US 5 001 446 bekannt geworden.A similar arrangement is also from the US 5 001 446 known.

Bei beiden Anordnungen wirkt der thermomechanische Wandler entgegen der Kraft der Rückstellfeder, so dass der thermomechanische Wandler so ausgelegt sein muss, dass er in jedem Fall die Rückstell- oder Ausgleichsfeder überwindet.The effect in both arrangements thermomechanical transducers against the force of the return spring, so the thermomechanical converter must be designed so that in any case the reset or compensating spring overcomes.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Überstromauslöser der eingangs genannten Art zu schaffen, der gegenüber den bekannten Überstromauslösern vereinfacht ist und bei dem der thermomechanische Wandler schwächer ausgelegt sein kann.The object of the invention is to provide an overcurrent release to create the type mentioned, which simplifies compared to the known overcurrent release and in which the thermomechanical converter is designed to be weaker can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Erfindungsgemäß also ist der innerhalb der Spule angeordnete und über ein Kupplungsstück ein Schaltwerk auslösende thermomechanische Wandler außerhalb des Spulenkörpers angeordnet.According to the invention, this is within the coil arranged and over a coupling piece triggering a rear derailleur thermomechanical transducers outside of the bobbin arranged.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann das Kupplungsstück topf- oder U-förmig ausgebildet sein. Es umgibt mit den Schenkeln bzw. der Wandung den Spulenkörper und ist mit dem Quersteg bzw. dem Topf mit dem Stößel fest verbunden.According to a further embodiment can the coupling piece Pot-shaped or U-shaped be trained. It surrounds the with the legs or the wall bobbins and is fixed with the crossbar or the pot with the pestle connected.

Der thermodynamische Wandler stützt sich erfindungsgemäß einerseits an dem Rand des Kupplungsstückes und andererseits an einem radial vorspringenden Vorsprung an der Außenfläche des Spulenkörpers ab.According to the invention, the thermodynamic converter is supported on the one hand on the edge of the coupling piece and on the other hand on a radially projecting projection on the Outer surface of the bobbin from.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.Using the drawing in which a embodiment of the invention, the invention and others are intended advantageous embodiments and improvements of the invention explained in more detail and to be discribed.

Es zeigt:It shows:

Die einzige Fig. eine Schnittansicht durch einen Überstromauslöser.The only Fig. A sectional view through an overcurrent release.

Der Überstromauslöser gemäß der einzigen Fig. besitzt eine Auslösespule 11, kurz auch Spule 11 genannt, die einen Spulenkörper 12 umgibt, dessen eines, in der Zeichnung unteres Ende mit einem Boden 13 abgeschlossen ist. Innerhalb des Spulenkörpers 12 im Bereich des Bodens 13 ist ein Magnetanker 16 vorgesehen, der als Topf ausgebildet ist. Dem Magnetanker 16 gegenüberliegend befindet sich ein Magnetkern 30, der ebenfalls topfförmig ausgebildet ist. Innerhalb des Topfraumes 31 des Magnetkerns 30 und innerhalb des Topfraumes 17 des Magnetankers 16 befindet sich eine Rückstell- oder Ausgleichsfeder 34.The overcurrent release according to the single figure has a release coil 11 , in short also coil 11 called that a bobbin 12 surrounds, one of which, in the drawing lower end with a Bo the 13 is completed. Inside the bobbin 12 in the area of the floor 13 is a magnetic anchor 16 provided that is designed as a pot. The magnetic anchor 16 there is a magnetic core opposite 30 , which is also pot-shaped. Within the pot space 31 of the magnetic core 30 and inside the pot space 17 of the magnet armature 16 there is a return or compensation spring 34 ,

Der Magnetkern 30 besitzt weiterhin eine axiale Bohrung 32, und durch die axiale Bohrung 32 greift ein Stößel 33 hindurch und in den Topfraum 17 des Magnetankers 16, welcher Stößel 33 mit dem Magnetanker 16 verbunden ist. Damit der Stößel 33 nach einer Auslösung zurückgestellt wird, ist er mit dem Magnetanker 16 verbunden. Innerhalb der beiden Topfräume 17 und 31 befindet sich eine Druckfeder 34, die den Magnetanker 16 gegen den Boden 13 des Spulenkörpers 12 drückt. Um den Spulenkörper 12 herumgewickelt ist ein thermomechanischer Wandler 35 in Form einer Schraubenfeder aus einer Formgedächtnislegierung (FGL), dessen eines Ende sich gegen einen Vorsprung 36 auf der Außenseite des Spulenkörpers in der Nähe des Bodens 13 abstützt; das andere Ende wirkt mit dem freien Rand eines Kupplungselementes 37 zusammen, welches topf-, U-förmig oder ähnlich ausgebildet ist, wobei der Topfrand oder die Schenkel 38 der U-Form den Spulenkörper 12 umfassen. Bei einer Auslösung wirken der Stößel 33 und das Kupplungselement 37 unabhängig voneinander (der Stößel 33 bei einem Kurzschlussstrom und das Kupplungselement 37 bei einem Überstrom) auf ein Schaltschloss eines Leitungsschutzschalters. Der Stößel 33 kann auch mit dem Kupplungsstück 37 fest verbunden sein, was aber nicht ganz so günstig ist. Um den thermomechanischen Wandler 35 herumgewickelt ist die Spule 11. Die Feder 34 dient dabei als Rückstellfeder für den Magnetanker 16 bzw. als Einstellfeder für den Ansprechpunkt des magnetischen Auslösers.The magnetic core 30 still has an axial bore 32 , and through the axial bore 32 grabs a pestle 33 through and into the pot space 17 of the magnet armature 16 what pestle 33 with the magnetic anchor 16 connected is. So that the pestle 33 after a release is reset, it is with the magnet armature 16 connected. Within the two pot spaces 17 and 31 there is a compression spring 34 that the magnet armature 16 against the ground 13 of the bobbin 12 suppressed. Around the bobbin 12 a thermomechanical transducer is wrapped around it 35 in the form of a coil spring made of a shape memory alloy (FGL), one end of which is against a projection 36 on the outside of the bobbin near the bottom 13 supported; the other end acts with the free edge of a coupling element 37 together, which is pot-shaped, U-shaped or similar, the pot edge or the legs 38 the U-shape the bobbin 12 include. The plunger acts when triggered 33 and the coupling element 37 independently of each other (the pestle 33 in the event of a short-circuit current and the coupling element 37 in the event of an overcurrent) on a circuit breaker of a circuit breaker. The pestle 33 can also be used with the coupling piece 37 be firmly connected, which is not so cheap. To the thermomechanical converter 35 the coil is wrapped around 11 , The feather 34 serves as a return spring for the magnet armature 16 or as an adjustment spring for the response point of the magnetic release.

Wenn ein Überstrom ansteht, dann wird der thermomechanische Wandler 35 sich ausdehnen, so dass sich das Kupplungselement 37 in Pfeilrichtung PS bewegt. Wenn ein Kurzschlussstrom auftritt, dann zieht die Spule den Magnetanker 16 an und drückt so den Stößel entgegen dem Druck der Feder 34 gegen den Magnetkern 30. Beide können zur Entklinkung eines Schaltwerks herangezogen werden.If there is an overcurrent, then the thermomechanical converter 35 expand so that the coupling element 37 moved in the direction of the arrow PS. When a short circuit current occurs, the coil pulls the armature 16 and presses the plunger against the pressure of the spring 34 against the magnetic core 30 , Both can be used to unlatch a rear derailleur.

Claims (3)

Überstromauslöser für einen Selbstschalter, mit einem thermischen Auslöser in Form eines thermomechanischen Wandlers aus einer Formgedächtnislegierung, mit einem elektromagnetischen Auslöser mit einem Spulenkörper, der einen Magnetkern und einen Magnetanker umgibt und um den herum eine Auslösespule gewickelt ist, wobei der thermomechanische Wandler als eine Art innerhalb der Spule angeordnete Schraubenfeder ausgebildet und mit einem Stößel gekuppelt ist, so dass der thermomechanische Wandler beim Ansprechen den Stößel in Richtung Öffnen der Verklinkungsstelle beaufschlagt, wobei der mit dem Magnetanker kraftschlüssig verbundene Stößel aus dem Auslöser herausragt und beim Ansprechen eine Verklinkungsstelle entklinkt, und wobei der Magnetkern (30) und der Magnetanker (16) topfförmig ausgebildet und mit ihrer offenen Seite gegeneinander gerichtet sind, wobei innerhalb des Magnetankers (30) der sich in die Topfform (17) des Magnetankers fortsetzende Stößel (33) beweglich geführt und zwischen dem Magnetkern (30) und dem Magnetanker (16) von der Ausgleichsfeder (34) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb der Spule (11) angeordnete und über ein Kupplungsstück (37) ein Schaltwerk auslösende thermomechanische Wandler außerhalb des Spulenkörpers (12) angeordnet ist.Overcurrent release for a circuit breaker, with a thermal release in the form of a thermomechanical transducer made of a shape memory alloy, with an electromagnetic release with a coil body that surrounds a magnetic core and a magnet armature and around which a trip coil is wound, the thermomechanical converter as a kind within the coil arranged coil spring is formed and coupled with a plunger, so that the thermomechanical transducer acts upon the plunger in response to the opening of the latching point, the plunger non-positively connected to the magnet armature protrudes from the trigger and a latching point unlatched when activated, and wherein the Magnetic core ( 30 ) and the magnetic armature ( 16 ) are cup-shaped and face each other with their open side, with inside the magnet armature ( 30 ) in the pot shape ( 17 ) of the magnet armature 33 ) movably guided and between the magnetic core ( 30 ) and the magnetic armature ( 16 ) from the balance spring ( 34 ) is surrounded, characterized in that the inside of the coil ( 11 ) arranged and via a coupling piece ( 37 ) switching mechanism triggering thermomechanical transducers outside the coil body ( 12 ) is arranged. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsstück (37) U- oder topfförmig ausgebildet ist und mit den Schenkeln bzw. der Wandung den Spulenkörper umgibt und mit dem Quersteg bzw. Topf mit dem Stößel (33) fest verbunden ist.Trigger according to claim 1, characterized in that the coupling piece ( 37 ) Is U-shaped or cup-shaped and surrounds the coil body with the legs or the wall and with the crossbar or pot with the plunger ( 33 ) is firmly connected. Auslöser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der thermomechanische Wandler (35) sich am anderen Ende an einem radial vorspringenden Vorsprung an der Außenfläche des Spulenkörpers abstützt.Trigger according to claim 2, characterized in that the thermomechanical converter ( 35 ) is supported at the other end on a radially projecting projection on the outer surface of the coil body.
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