DE9405745U1

DE9405745U1 - Überstromauslöser

Info

Publication number: DE9405745U1
Application number: DE9405745U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2004-03-10

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Überstromauslöser
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Überstromauslöser mit thermischem und mit magnetischem Auslösesystem, wobei das magnetische Auslösesystem mit einem Auslöseanker, einem Auslöseglied, einem Magnetkern und einer Erregerspule arbeitet.

Bei der üblichen Art der Überstromauslösung werden Bimetallauslöser verwendet. Nachteilig ist hierbei, daß die Funktion nur durch justieren sicherzustellen ist und daß zur Beheizung des Bimetallelements in der Regel Verlustleistung anfällt. Andererseits wird ein Magnetauslöser in seiner Gesamtheit bereits durch die Verlustleistung in der Erregerspule unvermeidbar aufgeheizt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überstromauslöser zu entwickeln, der ein thermisches und ein magnetisches Auslösesystem in besonders wirtschaftlicher und energiesparender Weise verbindet.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt nach der Erfindung durch einen Überstromauslöser nach Anspruch 1. Das thermische Auslösesystem weist hierbei ein Element aus Formgedächtnislegierung -sogenanntes Memorymetall - auf, das zwischen Auslöseanker und Auslöseglied so angeordnet ist, daß es in seiner erstreckten Form in Wirkverbindung mit dem Auslöseglied steht. Ein Element aus Formgedächtnislegierung nimmt beiderseits einer Sprungtemperatur eine gedrungene bzw. eine erstreckte Form an. In der erstreckten Form führt es zur Auslösung bei thermischer Überlastung, wie sie bei langzeitig anstehenden zu hohen aber relativ niedrigen Stromstärken auftritt. Die magnetische Auslösung bei Kurzschlüssen erfolgt in der bei magnetischen Auslösesystemen gewohnten Weise. Die Aufheizung des Systems bei zu hohen

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Stromstärken wird hierbei direkt für die thermische Auslösung genutzt.

Das Element aus Formgedächtnis legierung kann in einer Aus-' nehmung des Ankers eingesetzt sein, wobei der Anker am Auslöseglied ansteht. Das Element kann die Form einer Spiralfeder oder die einer Schraubenfeder aufweisen. Es ist günstig, wenn das Auslöseglied benachbart zum Anker tellerförmig ausgebildet ist und in einen stiftförmigen Teil übergeht, der in einem zentrischen Durchbruch des Kerns angeordnet ist. Um magnetisches "Kleben" zu vermeiden, ist es vorteilhaft, zumindest den stiftförmigen Teil aus nichtmagnetischem Material auszuführen. Besonders gleitfähig ist ein Auslöseglied aus Kunststoff. Wenn das Auslöseglied an einem potentialführenden Teil beim Auslösen ansteht, ist es vorteilhaft, das Auslöseglied aus elektrisch isolierendem Kunststoff auszuführen .

Um eine Rückstellfunktion unterzubringen, ist es vorteilhaft, im Magnetkern konzentrisch zum stiftförmigen Teil des Auslösegliedes eine Rückstellfeder anzuordnen, die auf dem tellerförmigen Teil des Auslösegliedes und am Kern aufsteht.

Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:

Der Oberstromauslöser nach der Zeichnung weist ein magnetisches Auslösesystem mit einem Auslöseanker 1, einem Auslöseglied 3, einem Magnetkern 6 und einer Erregerspule 5 auf. In einer rohrförmigen Führungshülse 7, das die Erregerspule 5 trägt, sind beweglich der Auslöseanker 1 und das Auslöseglied 3 aus einem tellerförmigen Teil und einem stiftförmigen Teil angeordnet sowie feststehend der Magnetkern 6, in dessen Durchbruch der stiftförmige Teil des Auslösegliedes 3 verläuft. Das thermische Auslösesystem weist ein Element 2 aus Formgedächtnislegierung auf, das zwischen Anker 1 und

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Auslöseglied 3 so angeordnet ist, daß es in seiner erstreckten Form in Wirkverbindung mit dem Auslöseglied 3 steht.

Das Element 2 aus Formgedächtnislegierung ist im Ausführungsbeispiel in einer Ausnehmung 8 des Auslöseankers eingesetzt, wobei der Auslöseanker 1 am Auslöseglied 3 ansteht.

Das Auslöseglied 3 ist vorteilhafterweise zumindest in seinem stiftförmigen Teil aus nichtmagnetischem Material ausgeführt. Wenn das Auslöseglied mit seinem stiftförmigen Teil in Auslöserichtung 9 an potentialführenden Teilen auftrifft, ist es vorteilhaft, das Auslöseglied aus elektrisch isolierendem Kunststoff auszuführen.

Im Ausführungsbeispiel ist im Magnetkern 6 konzentrisch zum stiftförmigen Teil des Auslösegliedes 3 eine Rückstellfeder 4 angeordnet, die auf dem tellerförmigen Teil des Auslösegliedes 3 und am Kern 6 aufsteht.

Wenn ein Überlaststrom auftritt, werden die Bauteile des gesamten Magnetauslösesystems durch die Erregerspule 5 so weit aufgeheizt, daß die Sprungtemperatur für das Element aus Formgedächtnislegierung erreicht wird. Dadurch nimmt das Element 2 seine erstreckte Form an und drückt das Auslöseglied 3 in Auslöserichtung 9. Ober ein Entklinkungselement an sich bekannter Art kann die Auslösung eines Schutzschalters bewirkt werden. Wenn sich das Element 2 aus Formgedächtnislegierung bis unter seine Sprungtemperatur abgekühlt hat, wird durch die Rückstellfeder 4 eine Rückstellung bewegt. Bei dieser Ausführung kommt man mit einem einfachen Element 2 aus Formgedächtnislegierung aus, das nach dem Einwegeffekt arbeitet. In der Funktion als Magnetauslöser kann die Rückstellfeder 4 zugleich die Funktion der Fesselungsfeder übernehmen.

Durch die materialspezifische vorgegebene Sprungtemperatur des Elements 2 aus Formgedächtnislegierung und durch eine große Wegänderung im Ansprechfall ist der Oberstromauslöser

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für die meisten Anwendungsfälle als justierfrei anzusehen. Ein weiterer Vorteil des Überstromauslösers besteht darin, daß in der Anordnung nach Ausführungsbeispiel bei höheren ■Frequenzen, beispielsweise um 400 Hz, ein verbesserter Selbstschutz erzielt wird, da das thermisch auslösende Element 2 innerhalb des durch Wirbelströme besonders aufgeheizten Magnetsystems angeordnet ist.

Claims

94 G 3 O 9 5 Schut zansprüche

1. Überstromauslöser mit thermischem und mit magnetischem Auslösesystem, wobei das magnetische Auslösesystem mit einem Auslöseanker (1), einem Auslöseglied (3), einem Magnetkern (6) und einer Erregerspule (5) arbeitet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das thermische Auslösesystem ein Element (2) aus Formgedächtnislegierung - sogenanntes Memorymetall - aufweist, das beiderseits einer Sprungtemperatur eine gedrungene bzw. eine erstreckte Form annimmt, wobei das Element (2) zwischen Auslöseanker (1) und Auslöseglied (3) so angeordnet ist, daß es in seiner erstreckten Form in Wirkverbindung mit dem Auslöseglied (3) steht.

2. Überstromauslöser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Element (2) aus Formgedächtnislegierung in einer Ausnehmung (8) des Auslöseankers (1) eingesetzt ist, wobei der Anker (1) am Auslöseglied (3) ansteht.

3. Überstromauslöser nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Auslöseglied (3) benachbart zum Auslöseanker (1) tellerförmig ausgebildet ist und in einen stiftförmigen Teil übergeht, der in einem zentrischen Durchbruch des Kerns (6) angeordnet ist.

4. Überstromauslöser nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Auslöseglied (3) zumindest teilweise aus nichtmagnetischem Material ausgeführt ist.

5. Überstromauslöser nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Auslöseglied (1) aus elektrisch isolierendem Kunststoff ausgeführt ist.

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6. Uberstromauslöser nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Magnetkern (6) konzentrisch zum stiftförmigen Teil des Auslösegliedes (3) eine Rückstellfeder (4) angeordnet ist, die auf dem tellerförmigen Teil des Auslösegliedes (3) und am Kern (6) aufsteht.

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