DE102008029188B4 - Tauchankerbaugruppe mit verschiedenen Auslösebereichen - Google Patents
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Abstract
Tauchankerbaugruppe (1) mit verschiedenen Auslösebereichen bei Detektion von überströmen, mit einem beweglichen Tauchanker (5), mit einer Auslösespule (2), mit einer auf den Tauchanker (5) wirkenden Detektionsfeder und mit einem zur Auslösung durch den Tauchanker (5) dienenden Luftspalt (10), wobei die Auslösespule (2) zur Erzeugung einer magnetischen Anziehungskraft auf den Tauchanker (5) aufgrund des Überstroms dient und wobei zur Auslösung der Tauchanker (5) aufgrund der magnetischen Anziehungskraft die Gegenkraft der Detektionsfeder entlang des Luftspalts (10) überwinden muss, wobei die Kraft der Detektionsfeder den Tauchanker (5) vor dessen Auslösung in einer durch einen definierten Anschlag (6) vorgegebenen Position hält und der Luftspalt (10) unabhängig vom einstellbaren Auslösebereich konstant bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (10) gegenüber dem Tauchanker (5) durch einen beweglichen Anschlag (12) bestimmt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Tauchankerbaugruppe mit verschiedenen Auslösebereichen bei Detektion von Überströmen, mit einem beweglichen Tauchanker, mit einer Auslösespule, mit einer auf den Tauchanker wirkenden Detektionsfeder und mit einem zur Auslösung durch den Tauchanker dienenden Luftspalt, wobei die Auslösespule zur Erzeugung einer magnetischen Anziehungskraft auf den Tauchanker aufgrund des Überstroms dient und wobei zur Auslösung der Tauchanker aufgrund der magnetischen Anziehungskraft die Gegenkraft der Detektionsfeder entlang des Luftspalts überwinden muss.
- Eine solche Tauchankerbaugruppe wie sie bereits aus der
US 2004/0027219 A1 - Derartige magnetische Überstromdetektierungseinheiten können zum Beispiel einen Nennstrom von 3A innerhalb eines Arbeitsbereiches vom 3–11 fachen Nennstrom Überströme im Rahmen der von den Standards geforderten Toleranzen detektieren. Die Verstellung des Luftspalts gestaltet sich schwierig, da bei der Verstellung des Systems alle am Auslösemechanismus beteiligten Teile mit verstellt werden müssen.
- Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Tauchankerbaugruppe der oben genannten Art vorzuschlagen, die eine einfache Anpassung an den Auslösestrom ermöglicht.
- Die Aufgabe wird mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dabei hält die Detektionsfeder den Tauchanker vor dessen Auslösung in einer durch einen definierten Anschlag vorgegebenen Position und der Luftspalt bleibt unabhängig vom einstellbaren Auslösebereich konstant, wobei der Luftspalt gegenüber dem Tauchanker durch einen beweglichen Anschlag bestimmt ist. Der bewegliche Anschlag ermöglicht eine Nutzung der Bewegungsenergie des Tauchankers über den Luftspalt hinaus und erhöht damit die Entklinkungssicherheit des verbundenen Leistungsschalters.
- Vorteilhafte Weiterbildung in der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 6 zu entnehmen.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß Anspruch 2 der Auslösebereich durch Einstellung der Detektionsfeder veränderbar ist. In diesem Fall sind keine weiteren Einstellungen des Systems erforderlich.
- Ist die Tauchankerbaugruppe gemäß Anspruch 3 derart ausgelegt, dass die Auslöseströme in dem eingestellten Auslösebereich eine zumindest weitgehende Sättigungsmagnetisierung zur Folge haben, arbeitet die Tauchankerbaugruppe vorteilhafterweise im linearen Bereich ihrer Kraft-Strom-Auslösekennlinie.
- Gemäß der Ansprüche 4 und 5 ist der Rückfluss des Magnetfelds durch einen Magnettopf gerichtet, wodurch die Verluste des magnetischen Feldes gering gehalten werden und dementsprechend die magnetischen Kräfte vergrößert werden.
- Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht weiterhin, wenn gemäß Anspruch 6 der bewegliche Anschlag durch ein federnd gelagertes Teil realisiert ist.
- Ein Beispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Tauchankerbaugruppe, -
2 ,3 Prinzipdarstellungen von zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Tauchankerbaugruppe gemäß1 mit unterschiedlich ausgeführtem beweglichen Anschlag. -
1 zeigt eine Tauchankerbaugruppe1 mit verschiedenen Auslösebereichen bei Detektion von Überströmen. Eine solche Tauchankerbaugruppe1 wird zur Entklinkung eines Leistungsschalters, zum Beispiel eines Motorschutzschalters bei Erreichen des eingestellten Auslösestromes eingesetzt. Die Tauchankerbaugruppe1 erfüllt schon ab kleinen Nennströmen von 1 Ampere die geforderten Arbeitsbereiche. Die Tauchankerbaugruppe1 umfasst eine Auslösespule2 mit einem Spulenkörper3 , einen diese umgebenden Magnettopf4 , einen beweglichen Tauchanker5 , und eine hier nicht dargestellte Detektionsfeder. Das eine Ende des Tauchankers5 wird durch die Kraft der Detektionsfeder gegen einen festen Anschlag6 eines Gehäuses7 gedrückt, wobei in1 die Kraftrichtung der Detektionsfeder durch einen Pfeil8 dargestellt ist. Das andere Ende des Tauchankers5 ist von der Auslösespule2 und dem Magnettopf4 umgeben und bildet mit einem gegenüberliegenden, federnd gelagerten Teil9 einen Luftspalt10 . Das Teil9 wird durch eine schwache Feder11 positioniert. Durch den definierten Anschlag6 des beweglichen Tauchankers5 ist der Luftspalt10 der Tauchankerbaugruppe1 für alle Einstellbereiche konstant und vereinfacht dadurch die Verstellmechanik. Für die Änderung des Auslöseüberstromes des Leistungsschalters wird lediglich die Vorspannung der Detektionsfeder verändert. Der sonstige Auslösemechanismus bleibt unverändert. - Die Ausgestaltung der Tauchankerbaugruppe
1 mit dem Magnettopf4 führt zu einer optimalen Rückführung des Magnetfeldes, das heißt nur kleinen Verlusten aufgrund des magnetischen Widerstands. Dies hat wiederum eine Vergrößerung der im Inneren der Auslösespule2 erreichbaren magnetischen Kräfte zur Folge. - Zur Auslösung muss der Tauchanker
5 aufgrund der magnetischen Anziehungskraft die Gegenkraft der Detektionsfeder entlang des Luftspalts10 überwinden. - Die Kraft der Detektionsfeder hält den Tauchanker
10 vor dessen Auslösung in einer durch einen definierten Anschlag6 vorgegebenen Position. - Die Tauchankerbaugruppe
1 ist derart ausgeführt, dass die Auslöseströme in dem eingestellten Auslösebereich eine zumindest weitgehende Sättigungsmagnetisierung zur Folge haben. Die Tauchankerbaugruppe1 arbeitet im unteren Einstellbereich bei drei- bis sechsfachem Nennstrom kurz vor dem Sättigungsbereich und im mittleren und oberen Einstellbereich ab sechsfachem Nennstrom im Sättigungsbereich. Dadurch steigen die auf den Tauchanker5 wirkenden Kräfte im inneren der Auslösespule2 , ab dem Erreichen der Tauchankersättigung, linear mit dem zu überwachenden Überstrom. - Die bewegliche Lagerung des Teils
9 über die Feder11 schafft einen beweglichen Anschlag12 und ermöglicht die Vergrößerung des Arbeitsweges das Tauchankers5 . Hierdurch wird die Entklinkungssicherheit des Leistungsschalters erhöht. Die federnde Lagerung ermöglicht die Nutzung der kinetischen Energie des Tauchankers5 über den Anschlagpunkt am Teil9 hinaus. - Eine Justierung des Luftspalts
10 kann über das federnd gelagerte Teil9 vorgenommen werden. Die schwache Feder11 ist gemäß1 im Inneren des Magnettopfs4 angeordnet. - In den
2 und3 sind zwei Tauchankerbaugruppen1 dargestellt, die hinsichtlich Aufbau und Wirkungsweise weitgehend mit der Ausführungsform gemäß1 übereinstimmen. Die schwache Feder11 ist bei der Ausführungsform gemäß2 außerhalb des Magnettopfes4 angeordnet. Bei der Ausführungsform gemäß3 wirkt die Kraft der Detektionsfeder über einen Umlenkhebel13 auf den Tauchanker5 .
Claims (6)
- Tauchankerbaugruppe (
1 ) mit verschiedenen Auslösebereichen bei Detektion von überströmen, mit einem beweglichen Tauchanker (5 ), mit einer Auslösespule (2 ), mit einer auf den Tauchanker (5 ) wirkenden Detektionsfeder und mit einem zur Auslösung durch den Tauchanker (5 ) dienenden Luftspalt (10 ), wobei die Auslösespule (2 ) zur Erzeugung einer magnetischen Anziehungskraft auf den Tauchanker (5 ) aufgrund des Überstroms dient und wobei zur Auslösung der Tauchanker (5 ) aufgrund der magnetischen Anziehungskraft die Gegenkraft der Detektionsfeder entlang des Luftspalts (10 ) überwinden muss, wobei die Kraft der Detektionsfeder den Tauchanker (5 ) vor dessen Auslösung in einer durch einen definierten Anschlag (6 ) vorgegebenen Position hält und der Luftspalt (10 ) unabhängig vom einstellbaren Auslösebereich konstant bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (10 ) gegenüber dem Tauchanker (5 ) durch einen beweglichen Anschlag (12 ) bestimmt ist. - Tauchankerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösebereich durch Einstellung der Vorspannung der Detektionsfeder veränderbar ist.
- Tauchankerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese derart ausgelegt ist, dass Auslöseströme in dem eingestellten Auslösebereich eine zumindest weitgehende Sättigungsmagnetisierung zur Folge haben.
- Tauchankerbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückfluss des Magnetfelds gerichtet ist.
- Tauchankerbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum gerichteten Rückfluss des Magnetfelds ein Magnettopf (
4 ) vorgesehen ist. - Tauchankerbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Anschlag (
12 ) durch ein federnd gelagertes Teil (9 ) realisiert ist.
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