EP0773571B1 - Release mechanism, in particular for an earth fault circuit breaker - Google Patents
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- EP0773571B1 EP0773571B1 EP96810587A EP96810587A EP0773571B1 EP 0773571 B1 EP0773571 B1 EP 0773571B1 EP 96810587 A EP96810587 A EP 96810587A EP 96810587 A EP96810587 A EP 96810587A EP 0773571 B1 EP0773571 B1 EP 0773571B1
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- European Patent Office
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- spring
- armature
- plunger
- magnetic
- force
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
- H01H71/32—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part
Definitions
- the invention is based on a trigger, especially for a residual current device (RCD), according to the preamble of claim 1.
- a trigger exhibits a constant magnetic flux leading magnetic circuit with a fixed yoke and a movable armature on as well as one on the magnetic circuit acting trip coil.
- a trigger variable such as a fault current
- a signal fed In the release coil is when you occur a trigger variable, such as a fault current, a signal fed.
- This input signal generates in the trip coil a magnetic flux, which is the permanent magnetic flux on Anchor location weakens. That of a pre-tensioned spring loaded anchor will weaken the magnetic Continuous flow is lifted from the yoke and releases a pestle mechanical actuation of a device.
- the plunger acts on a key switch, which opens the Contact arrangement of the FI switch causes. That of the trip coil input signal is proportional to the Residual current and is from a residual current transformer of the RCD educated.
- the invention takes on a prior art of trigger devices for FI switches, as described in EP 0228 345 B1 and reprinted from “etz” issue no.13 (1984) "Residual current circuit breaker: Constructive solutions, trends and principles for your applications "Dr.J.Feitknecht c / o CMC, Schaffhausen, is described.
- the triggers described act on a preloaded coil tension spring when the magnetic circuit is closed, the anchor with a Force which is the anchor against the force of the magnetic Lift the continuous magnetic flow from the yoke and want to open the magnetic circuit.
- This spring also serves the drive of the after opening the magnetic circuit on the Switch lock of the RCD acting plunger.
- the spring Since this is a relatively large force is necessary, the spring demonstrates closed magnetic circuit a considerable bias on. If a fault current occurs, it can then take off of the anchor from the yoke with the preloaded spring over the anchor act on the plunger with a force sufficient to Trigger switch lock and the contact arrangement of the FI switch to open.
- the high preload requires a strong one magnetic circuit and accordingly a powerful one Summation current transformer with a high output power. This Output power must be at least so large that that of the Tripping coil by the current supplied by the summation current transformer formed and coupled into the magnetic circuit Flow the continuous magnetic flow in a circle so far can compensate that the magnetic holding force is less than the preload force generated by the spring.
- a triggering device published in DE 27 10 869 A1 a latching relay which corresponds to the closest prior art according to the preamble of claim 1 has one with one in the operating state Coil spring preloaded anchor as well as a slight one bent bending leaf spring. When triggered, the strikes Anchor on the bending leaf spring and causes the spring to jump over now act with great force on a plunger of the switch Feather.
- the invention as set out in the claims is based on the task of a trigger, especially for to create an FI switch, which is simple and small dimensions and high responsiveness distinguished.
- the trigger according to the invention is simple and needs only low to generate large output power Input power. Accordingly, all input power determinants Elements, such as the residual current transformer of the RCD, and all elements determined by the input power, like a permanent magnet feeding the magnetic circuit, small dimensioned, and can also be small fault currents with large Security can be detected and switched off. Because of the Triggers according to the invention delivered great power in a FI switch equipped with such a release robust and therefore particularly reliable switch lock be used.
- Trigger has a trough-shaped bottom 1 and one Cover 2 existing insulating housing.
- the lid 2 is an opening 3 is provided which the vertical guidance of a cylindrical plunger 4 is used.
- the plunger 4 has thickened lower end, which on one as bow-shaped curved leaf spring and designed as a snap spring 5 acting spring element sits.
- the upward end of the plunger 4 acts on a contact arrangement via a key switch a FI switch, not shown.
- the ram 4 is a particularly simple embodiment of one in the trigger used and in an alternative version, for example as Articulated transmission member.
- the spring 5 has two blade ends 6 and a central part acting on the ram 4 7 on. On the central part 7 there are fasteners not shown intended to hold a cuboid trained armature 8 of a magnetic circuit on the from Side of the central part facing away from the tappet 7.
- the reference numeral 9 is an intermediate floor made of insulating material denotes which serves to hold a release coil 10, and which two led up and the attachment of the spring Has 5 enabling projections 11, 12.
- the magnetic circle contains in addition to the armature 8 also one of two yoke plates 13, 14 and a magnetically poorly conductive air gap disk 15 formed yoke 16 and a constant permanent magnetic flux cuboid permanent magnet 17 feeding into the yoke 16.
- the Ram 4 with its flared lower end on one biased damping spring 28 supported.
- the damping spring 28 is centered on the side facing the ram 4 Middle part 7 of the spring 5 arranged.
- the spring 5 is with their both ends 6 clamped in guides which in the projections 11 and 12 are incorporated.
- the trip coil 10 is with the help of two power connections 29 led through the base 1 electrical power, which occurs when a Residual current is formed in the total current transformer.
- switch lock is also Contact arrangement of the FI switch, not shown, opened.
- the current becomes one Consumer and at the same time interrupted by the summation current transformer. Accordingly, the trip coil 10 does not Input power supplied.
- the permanent magnet 17, the Yoke 16 and the armature 8 formed magnetic circuit is open, since the armature by the biased spring 5 of pole faces 30 of Yokes 16 has been removed.
- the trigger By pushing the plunger into that of base 1 and cover 2 formed housing, the trigger can be reloaded. At the Pressing in the plunger 4 becomes the one that serves as an energy store Spring 5 is charged and at the same time the magnetic circuit through Pressing the armature 8 closed on the pole faces 30. unwanted Impact forces and associated damage to the Pole surfaces are avoided by the damping spring 28 (Fig.3).
- the spring 5 is curved in such a way that it has the non-linear and at least sectionally negative spring characteristic curve shown in FIG. 4, shown in solid lines.
- the working point of the spring 5 is in the rising part of the characteristic in a position in which the plunger 4 is held up with a large force F I.
- F I a large force
- a maximum when charging the spring characteristic exceeded and the operating point in the negative range of the characteristic curve can be the negative areas of the spring characteristic run differently. It is particularly important that after the Charging the operating point lies in an area of the characteristic curve, in which a force acts that forces the armature 8 from the pole faces 30 want to stand out, and the small compared to the especially in The maximum force of the characteristic is. This is in generally the case when the working point of the spring 5 in negative range is just above the zero crossing of the force F. As a result, there is an abortion acting on the armature 8 Ensures strength and secondly ensures that this Force is low.
- Springs 5 with non-linear, at least partially negative, characteristic curves are particularly favorable, in which the operating point in the charged state of the trigger can be set close to zero force, since then yoke 16 and permanent magnet 17 need only have a particularly low magnetic holding force F ' II ,
- Such springs can be designed as a snap spring. The working point can be set back to a minimum of the characteristic curve if it is designed as a bow-shaped snap spring.
- the characteristic curve has a zero crossing, as is possible, for example, in the case of a plate spring, the magnetic holding force F '' II may be relatively low, but because of the steep rise in the characteristic curve in the area of the zero crossing, the working point must be set higher for safety reasons , This is particularly so because, for manufacturing reasons, the characteristic curve of the spring 5 deviates within a certain tolerance range from the characteristic curve of a correspondingly produced and essentially equivalent spring.
- FIGS. 5 and 6 show a spring element which can be used in a particularly advantageous manner in the trigger according to the invention.
- This spring element consists of two interacting springs 32 and 33, of which the spring 32, which is preferably designed as a snap or plate spring, has a non-linear, at least sectionally negative spring characteristic F 32 and the spring 33, preferably designed as a coil spring, has a linear spring characteristic F 33 .
- the spring 32 is clamped on the projections 11, 12 in accordance with the spring 5 and carries the armature 8 in its central part on the side facing the magnetic circuit.
- the spring 33 is supported at its lower end on the yoke plates 13, 14 and is supported with it from its upper end with a prestressing force on the armature 8
- the biasing force of the spring 33 is now dimensioned by suitable dimensioning such that the spring element formed by the springs 32 and 33 has the spring characteristic F 32 + F 33 shown in FIG. 6 and formed by superimposing the two spring characteristics F 32 and F 33 .
- This spring characteristic corresponds to the spring characteristic described in FIG. 4 in connection with the forces F I and F II .
- the spring element formed from the springs 32 and 33 has the additional advantage that the working point of the snap or plate spring 32 in the loaded position can be suitably dimensioned by the biasing force exerted by the spring 33 State of the trigger is certainly kept in the positive force range. In this way, a reliable response of the trigger according to the invention is always guaranteed, regardless of fluctuations in the manufacturing process in the manufacture of the snap or plate spring 32.
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Abstract
Description
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Auslöser,
insbesondere für einen Fehlerstrom-Schutzschalter (FI-Schalter),
nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solcher Auslöser
weist einen konstanten magnetischen Dauerfluss führenden
magnetischen Kreis mit einem feststehenden Joch und einem
beweglichen Anker auf sowie eine auf den magnetischen Kreis
wirkende Auslösespule. In die Auslösespule wird beim Auftreten
einer Auslösegrösse, etwa eines Fehlerstroms, ein Signal
eingespeist. Dieses Eingangssignal erzeugt in der Auslösespule
einen magnetischen Fluss, welcher den magnetischen Dauerfluss am
Ort des Ankers schwächt. Der von einer vorgespannten Feder
belastete Anker wird bei der Schwächung des magnetischen
Dauerflusses vom Joch abgehoben und löst ein Stössel zur
mechanischen Betätigung eines Gerätes aus. Bei einem FI-Schalter
wirkt der Stössel auf ein Schaltschloss, welches ein Öffnen der
Kontaktanordnung des FI-Schalters bewirkt. Das der Auslösespule
zugeführte Eingangssignal ist hierbei proportional dem
Fehlerstrom und wird von einem Summenstromwandler des FI-Schalters
gebildet.The invention is based on a trigger,
especially for a residual current device (RCD),
according to the preamble of
Die Erfindung nimmt auf einen Stand der Technik von Auslösevorrichtungen für FI-Schalter Bezug, wie er in EP 0228 345 B1 und im Sonderdruck aus "etz" Heft Nr.13 (1984) "Fehlerstrom-Schutzschalter: Konstruktive Lösungen, Entwicklungstendenzen und Grundsätze für ihre Anwendungen" Dr.J.Feitknecht c/o CMC, Schaffhausen, beschrieben ist. Bei den in diesem stand der Technik beschriebenen Auslösern beaufschlagt eine vorgespannte Schraubenzugfeder bei geschlossenem magnetischem Kreis den Anker mit einer Kraft, welche den Anker entgegen der Kraft des im magnetischen Kreis geführten magnetischen Dauerflusses vom Joch abheben und den magnetischen Kreis öffnen möchte. Diese Feder dient zugleich dem Antrieb des nach dem Öffnen des magnetischen Kreises auf das Schaltschloss des FI-Schalters wirkenden Stössels. Da hierzu eine verhältnismässig grosse Kraft notwendig ist, weist die Feder bei geschlossenem magnetischem Kreis eine beträchtliche Vorspannung auf. Beim Auftreten eines Fehlerstroms kann dann nach dem Abheben des Ankers vom Joch die vorgespannte Feder über den Anker mit einer Kraft auf den Stössel einwirken, welche ausreicht, das Schaltschloss auszulösen und die Kontaktanordnung des FI-Schalters zu öffnen. Die hohe Vorspannung bedingt jedoch einen starken magnetischen Kreis und dementsprechend auch einen leistungsstarken Summenstromwandler mit einer hohen Ausgangsleistung. Diese Ausgangsleistung muss zumindest so gross sein, dass der von der Auslösespule durch den vom Summenstromwandler zugeführten Strom gebildete und in den magnetischen Kreis eingekoppelte magnetische Fluss den im Kreis geführten magnetischen Dauerfluss soweit kompensieren kann, dass die magnetische Haltekraft kleiner als die durch die Feder erzeugte Vorspannkraft wird.The invention takes on a prior art of trigger devices for FI switches, as described in EP 0228 345 B1 and reprinted from "etz" issue no.13 (1984) "Residual current circuit breaker: Constructive solutions, trends and principles for your applications "Dr.J.Feitknecht c / o CMC, Schaffhausen, is described. In this state of the art The triggers described act on a preloaded coil tension spring when the magnetic circuit is closed, the anchor with a Force which is the anchor against the force of the magnetic Lift the continuous magnetic flow from the yoke and want to open the magnetic circuit. This spring also serves the drive of the after opening the magnetic circuit on the Switch lock of the RCD acting plunger. Since this is a relatively large force is necessary, the spring demonstrates closed magnetic circuit a considerable bias on. If a fault current occurs, it can then take off of the anchor from the yoke with the preloaded spring over the anchor act on the plunger with a force sufficient to Trigger switch lock and the contact arrangement of the FI switch to open. However, the high preload requires a strong one magnetic circuit and accordingly a powerful one Summation current transformer with a high output power. This Output power must be at least so large that that of the Tripping coil by the current supplied by the summation current transformer formed and coupled into the magnetic circuit Flow the continuous magnetic flow in a circle so far can compensate that the magnetic holding force is less than the preload force generated by the spring.
Eine weitere mit einem magnetischen Kreis arbeitende
Auslösevorrichtung für einen Fehlerstromschutzschalter ist in der
deutschen Auslegeschrift 2 059 052 angegeben. Bei dieser
Auslösevorrichtung wirkt der Anker des magnetischen Kreises auf
eine mit einer erheblichen Kraft vorgespannte, drehbare Klinke
eines Schaltschlosses des Schalters. Der Anker wird durch eine
geeignet eingestellte Zugfeder ausgelöst, die im Betriebszustand
der Auslösevorrichtung eine geringe Kraft und beim Auslösen der
Klinke eine grosse Kraft auf den Anker überträgt. Another working with a magnetic circuit
Tripping device for a residual current circuit breaker is in the
Eine in DE 27 10 869 A1 veröffentlichte Auslösevorrichtung für
ein Haftrelais die dem nächstkommenden Stand der Technik gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, weist im Betriebszustand einen mit einer
Schraubenfeder vorgespannten Anker sowie eine geringfügig
durchgebogene Biegeblattfeder auf. Beim Auslösen schlägt der
Anker auf die Biegeblattfeder und verursacht das Umspringen der
nun mit grosser Kraft auf ein Stössel des Schalters wirkenden
Feder.A triggering device published in DE 27 10 869 A1
a latching relay which corresponds to the closest prior art according to the preamble of
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen angegeben ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Auslöser, insbesondere für einen FI-Schalter zu schaffen, welcher einfach aufgebaut ist und sich durch kleine Abmessungen und eine hohe Ansprechempfindlichkeit auszeichnet.The invention as set out in the claims is based on the task of a trigger, especially for to create an FI switch, which is simple and small dimensions and high responsiveness distinguished.
Der Auslöser nach der Erfindung ist einfach aufgebaut und benötigt zur Erzeugung grosser Ausgangsleistung lediglich geringe Eingangsleistung. Dementsprechend können alle eingangsleistungsbestimmenden Elemente, wie etwa der Summenstromwandler des FI-Schalters, und alle von der Eingangsleistung bestimmten Elemente, wie ein den magnetischen Kreis speisender Permanentmagnet, klein bemessen sein, und können auch kleine Fehlerströme mit grosser Sicherheit detektiert und abgeschaltet werden. Wegen der vom Auslöser nach der Erfindung abgegebenen grossen Leistung kann in einem mit einem solchen Auslöser ausgerüsteten FI-Schalter ein robustes und daher besonders betriebssicheres Schaltschloss eingesetzt werden.The trigger according to the invention is simple and needs only low to generate large output power Input power. Accordingly, all input power determinants Elements, such as the residual current transformer of the RCD, and all elements determined by the input power, like a permanent magnet feeding the magnetic circuit, small dimensioned, and can also be small fault currents with large Security can be detected and switched off. Because of the Triggers according to the invention delivered great power in a FI switch equipped with such a release robust and therefore particularly reliable switch lock be used.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren weiteren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
- Fig.1
- eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform des Auslösers nach der Erfindung,
- Fig.2
- eine Aufsicht auf einen Schnitt durch den Auslöser gemäss Fig.1 nach einem Auslösevorgang,
- Fig.3
- eine Aufsicht auf einen Schnitt durch den Auslöser gemäss Fig.1 vor einem Auslösevorgang,
- Fig.4
- ein Diagramm, in dem die Kennlinien von Federelementen dargestellt sind, welche im Auslöser gemäss Fig.1 wahlweise eingesetzt werden können,
- Fig.5
- eine perspektivische Ansicht eines in einer zweiten Ausführungsform des Auslösers gemäss der Erfindung verwendbaren Federelementes, und
- Fig.6
- ein Diagramm, in dem die Kennlinie des Federelementes gemäss Fig.5 dargestellt ist.
- Fig.1
- 2 shows an exploded view of a first embodiment of the trigger according to the invention,
- Fig.2
- 1 is a top view of a section through the trigger according to FIG. 1 after a triggering process,
- Figure 3
- 1 is a top view of a section through the trigger according to FIG. 1 before a triggering process,
- Figure 4
- 1 shows a diagram in which the characteristic curves of spring elements are shown, which can optionally be used in the release according to FIG. 1,
- Figure 5
- 2 shows a perspective view of a spring element which can be used in a second embodiment of the trigger according to the invention, and
- Figure 6
- a diagram in which the characteristic of the spring element according to Figure 5 is shown.
In allen Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf
gleichwirkende Teile. Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte
Auslöser weist ein aus einem wannenförmigen Boden 1 und einem
Deckel 2 bestehendes Isolierstoffgehäuse auf. Im Deckel 2 ist
eine Öffnung 3 vorgesehen, welche der vertikalen Führung eines
zylinderförmigen Stössels 4 dient. Der Stössel 4 weist ein
verdicktes unteres Ende auf, welches auf einem als bügelförmig
gekrümmte Blattfeder ausgebildeten und als Schnappfeder 5
wirkenden Federelement aufsitzt. Das nach oben gerichtete Ende
des Stössels 4 wirkt über ein Schaltschloss auf eine Kontaktanordnung
eines nicht dargestellten FI-Schalters. Das Stössel 4
ist eine besonders einfache Ausführungsform eines im Auslöser
eingesetzten und in alternativer Ausführung beispielsweise als
Gelenk ausgebildeten Kraftübertragungsglieds. Die Feder 5 weist
zwei Blattenden 6 und ein auf den Stössel 4 wirkendes Mittelteil
7 auf. Am Mittelteil 7 sind nicht bezeichnete Befestigungselemente
vorgesehen zur Halterung eines quaderförmig
ausgebildeten Ankers 8 eines magnetischen Kreises auf der vom
Stössel abgewandten Seite des Mittelteils 7.The same reference numbers refer to all drawings
equivalent parts. The one shown in Figures 1 to 3
Trigger has a trough-
Mit dem Bezugszeichen 9 ist ein Zwischenboden aus Isolierstoff
bezeichnet, welcher der Halterung einer Auslösespule 10 dient,
und welcher zwei nach oben geführte und die Befestigung der Feder
5 ermöglichende Vorsprünge 11, 12 aufweist. Der magnetische Kreis
enthält neben dem Anker 8 auch ein von zwei Jochblechen 13, 14
und einer magnetisch schlecht leitenden Luftspaltscheibe 15
gebildetes Joch 16 sowie einen konstanten magnetischen Dauerfluss
in das Joch 16 einspeisenden quaderförmigen Permanentmagneten 17.With the
Wie aus den Figuren 2 und 3 entnommen werden kann, ist der
Stössel 4 mit seinem aufgeweiteten unteren Ende auf einer
vorgespannten Dämpfungsfeder 28 abgestützt. Die Dämpfungsfeder 28
ist zentrisch auf der dem Stössel 4 zugewandten Seite des
Mittelteils 7 der Feder 5 angeordnet. Die Feder 5 ist mit ihren
beiden Enden 6 in Führungen eingespannt, welche in die Vorsprünge
11 und 12 eingearbeitet sind. Die Auslösespule 10 wird mit Hilfe
von zwei durch den Boden 1 geführten Stromanschlüsse 29 mit
elektrischer Leistung versorgt, welche beim Auftreten eines
Fehlerstroms im Summenstromwandler gebildet wird.As can be seen from FIGS. 2 and 3, the
Ram 4 with its flared lower end on one
Bei dem in Fig.2 dargestellten Zustand hat der Auslöser ausgelöst
Über den nach oben geführten Stössel 4 und das vom Stössel 4
betätigte, nicht dargestellte Schaltschloss ist die ebenfalls
nicht dargestellte Kontaktanordnung des FI-Schalters geöffnet.
Durch das Öffnen der Kontaktanordnung ist der Strom zu einem
Verbraucher und zugleich durch den Summenstromwandler unterbrochen.
Dementsprechend wird der Auslösespule 10 keine
Eingangsleistung zugeführt. Der vom Permanentmagneten 17, dem
Joch 16 und dem Anker 8 gebildete magnetische Kreis ist geöffnet,
da der Anker durch die vorgespannte Feder 5 von Polflächen 30 des
Jochs 16 entfernt worden ist.In the state shown in Figure 2, the trigger has triggered
Via the plunger 4 and the plunger 4
actuated, not shown switch lock is also
Contact arrangement of the FI switch, not shown, opened.
By opening the contact assembly, the current becomes one
Consumer and at the same time interrupted by the summation current transformer.
Accordingly, the
Durch Eindrücken des Stössels in das von Boden 1 und Deckel 2
gebildete Gehäuse kann der Auslöser wieder geladen werden. Beim
Eindrücken des Stössels 4 wird die als Energiespeicher dienende
Feder 5 aufgeladen und wird zugleich der magnetische Kreis durch
Aufdrücken des Ankers 8 auf die Polflächen 30 geschlossen. Unerwünschte
Prallkräfte und eine damit verbundene Beschädigung der
Polflächen werden durch die Dämpfungsfeder 28 vermieden (Fig.3).By pushing the plunger into that of
Die Feder 5 ist derart gekrümmt ausgebildet, dass sie die aus
Fig.4 ersichtliche, ausgezogen dargestellte, nichtlineare und
zumindest abschnittsweise negative Federkennlinie aufweist. In
dem aus Fig.2 ersichtlichen Zustand befindet sich der Arbeitspunkt
der Feder 5 im ansteigenden Teil der Kennlinie in einer
Position, in der der Stössel 4 mit einer grossen Kraft FI oben
gehalten wird. Durch Eindrücken des Stössels 4 wird der Federweg
s vergrössert und die Feder 5 sukzessive aufgeladen.The
Beim Auslöser nach der Erfindung wird beim Aufladen ein Maximum
der Federkennlinie überschritten und der Arbeitspunkt in den
negativen Bereich der Kennlinie geführt. Je nach Ausbildung der
Feder 5 können die negativen Bereiche der Federkennlinie
unterschiedlich verlaufen. Wichtig ist vor allem, dass nach dem
Aufladen der Arbeitspunkt in einem Bereich der Kennlinie liegt,
in dem eine Kraft wirkt, die den Anker 8 von den Polflächen 30
abheben möchte, und die klein gegenüber der insbesondere im
Maximum der Kennlinie auftretenden Kraft ist. Dies ist im
allgemeinen dann der Fall, wenn der Arbeitspunkt der Feder 5 im
negativen Bereich knapp über dem Nulldurchgang der Kraft F liegt.
Dadurch ist zum einen eine auf den Anker 8 wirkende abtreibende
Kraft sichergestellt und zum anderen gewährleistet, dass diese
Kraft gering ist.In the trigger according to the invention, a maximum when charging
the spring characteristic exceeded and the operating point in the
negative range of the characteristic curve. Depending on the training of the
Bei einer in Auslösern nach dem Stand der Technik verwendeten Feder hingegen liegt der Arbeitspunkt nach dem Aufladen sehr viel höher als im entladenen Zustand. Auf eine entsprechend hohe Kraft muss daher auch der magnetische Kreis ausgelegt sein.One used in prior art releases Spring, on the other hand, is the working point very much after charging higher than when unloaded. A correspondingly high force the magnetic circuit must therefore also be designed.
Bei einer im geladenen Zustand des Auslösers nach der Erfindung
(Fig.3) mit einer Kraft FII geringfügig vorgespannten Feder 5
(Fig.4) befindet sich der Arbeitspunkt in einem Minimum der
Kennlinie. Dies weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass der
Anker 8 beim Öffnen des magnetischen Kreises am Anfang mit einer
relativ kleinen Kraft geführt wird, und dass erst später bei sich
verkürzendem Weg s die von der Feder 5 abgegebene Kraft stark
zunimmt und im Bereich des Maximums über den Stössel 4 mit
grosser Kraft auf das Schaltschloss wirken kann. Eine solche
Kennlinie ist typisch für eine Schnappfeder.In the case of a spring 5 (FIG. 4) which is slightly biased in the loaded state of the trigger according to the invention (FIG. 3) with a force F II (FIG. 4), the operating point is at a minimum of the characteristic curve. This has the additional advantage that the
Besonders günstig sind Federn 5 mit nichtlinearen, zumindest
abschnittsweise negativ ausgebildeten Kennlinien, bei denen der
Arbeitspunkt im geladenen Zustand des Auslösers nahe an die Kraft
Null gelegt werden kann, da dann Joch 16 und Permanentmagnet 17
nur eine besonders geringe magnetische Haltekraft F'II aufweisen
müssen. Solche Federn können als Schnappfeder ausgeführt werden.
Der Arbeitspunkt kann bei Ausbildung als bügelförmige Schnappfeder
wieder in ein Minimum der Kennlinie gelegt werden. Weist
die Kennlinie hingegen einen Nulldurchgang auf, wie dies beispielsweise
bei einer Tellerfeder möglich ist, so kann zwar die
magnetische Haltekraft F''II relativ gering sein, jedoch ist
wegen des steilen Anstiegs der Kennlinie im Bereich des Nulldurchgangs
der Arbeitspunkt aus Sicherheitsgründen höher zu
legen. Dies insbesondere deswegen, da aus fertigungstechnischen
Gründen die Kennlinie der Feder 5 innerhalb eines bestimmten
Toleranzbereiches von der Kennlinie einer entsprechend hergestellten
und im wesentlichen gleichwirkenden weiteren Feder
abweicht.
Bei dem mit der Feder 5 versehene Auslöser ist daher die auf den
Anker 8 wirkende, von der Feder 5 erzeugte Vorspannkraft kleiner
bemessen ist als die vom Stössel 4 bei dessen Wirkung auf die
Kontaktanordnung des FI-Schalters übertragene Kraft. Daher kann
der Auslöser mit einer äusserst geringen Leistung ausgelöst
werden. Da die Kennlinie der Feder 5 ein Maximum aufweist, gibt
der Auslöser erst nach der Auslösung und nach Ablauf eines
erwünschten Federwegs seine volle Kraft ab.In the case of the trigger provided with the
In den Figuren 5 und 6 ist eine Federelement angegeben, welches
sich in besonders vorteilhafter Weise im Auslöser nach der
Erfindung verwenden lässt. Dieses Federelement besteht aus zwei
zusammenwirkenden Federn 32 und 33, von denen die vorzugsweise
als Schnapp- oder Tellerfeder ausgebildete Feder 32 eine
nichtlineare, zumindest abschnittsweise negative Federkennlinie
F32 und die vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildete Feder 33
eine lineare Federkennlinie F33 aufweist. Die Feder 32 ist
entsprechend der Feder 5 an den Vorsprüngen 11, 12 eingespannt
und trägt in ihrem Mittelteil auf der dem magnetischen Kreis
zugewandten Seite den Anker 8. Die Feder 33 ist mit ihrem unteren
Ende auf den Jochblechen 13, 14 gelagert und stützt sich mit
ihrem oberen Ende unter Bildung einer Vorspannkraft auf dem Anker
8 ab. Die Vorspannkraft der Feder 33 wird durch geeignete
Dimensionierung nun so bemessen, dass das von den Federn 32 und
33 gebildete Federelement die aus Fig.6 ersichtliche und durch
Überlagerung der beiden Federkennlinien F32 und F33 gebildete
Federkennlinie F32+F33 aufweist.FIGS. 5 and 6 show a spring element which can be used in a particularly advantageous manner in the trigger according to the invention. This spring element consists of two interacting
Diese Federkennlinie entspricht der in Fig.4 in Zusammenhang mit
den Kräften FI und FII beschriebenen Federkennlinie. Gegenüber
dem dieser Kennlinie zugeordneten und nur aus einer einzigen
Feder 5 bestehenden Federelement weist das aus den Federn 32 und
33 gebildete Federelement den zusätzlichen Vorteil auf, dass
durch geeignete Bemessung der von der Feder 33 ausgeübten
Vorspannkraft der Arbeitspunkt der Schnapp- oder Tellerfeder 32
im geladenen Zustand des Auslösers mit Sicherheit im positiven
Kraftbereich gehalten wird. Hierdurch ist unabhängig von
fertigungstechnischen Schwankungen bei der Herstellung der
Schnapp- oder Tellerfeder 32 stets ein sicheres Ansprechen des
Auslösers nach der Erfindung gewährleistet. This spring characteristic corresponds to the spring characteristic described in FIG. 4 in connection with the forces F I and F II . Compared to the spring element associated with this characteristic and consisting of only a
- 11
- Bodenground
- 22
- Deckelcover
- 33
- Öffnungopening
- 44
- Stösseltappet
- 55
- Federfeather
- 66
- Blattendensheet ends
- 77
- Mittelteilmidsection
- 88th
- Ankeranchor
- 99
- Zwischenbodenfalse floor
- 1010
- Auslösespuletrip coil
- 11, 1211, 12
- Vorsprüngeprojections
- 13, 1413, 14
- Jochblecheyokes
- 1515
- LuftspaltscheibeAir gap disc
- 1616
- Jochyoke
- 1717
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 2828
- Dämpfungsfederdamping spring
- 2929
- Stromanschlüssepower connectors
- 3030
- Polflächenpole faces
- 3131
- Verbindungsstellejunction
- 3232
- Schnappfedercatch spring
- 3333
- Schraubenfedercoil spring
Claims (2)
- Release, in particular for an earth leakage current circuit breaker,
having
a magnetic circuit which carries a constant magnetic continuous flux and contains a stationary yoke (16) and a moving armature (8),
a tripping coil (10), which acts on the magnetic circuit, in order to form a magnetic flux which weakens the magnetic continuous flux at the location of the armature (8) when a tripping variable occurs, in particular an earth leakage current,
a prestressed spring element for loading the armature (8) against a force which is produced by the magnetic continuous flux and for opening the magnetic circuit by lifting the armature (8) off the yoke (16) when the tripping variable occurs,
a plunger (4) which can be released by the lifting armature (8) in order to operate an appliance, in particular a switching mechanism of an earth leakage current circuit breaker, and having
a snap-action spring (5, 32) which is in the form of a leaf spring which is curved in the form of a bracket and is mounted with its ends (6) in holders (11, 12), and a centre part (7), which acts on the plunger,
characterized in that the spring element contains the snap-action spring (5, 32), and in that the centre part (7) is fitted on the side facing away from the plunger (4) with the armature (8), and on the side facing the plunger (4) with a damping spring (28). - Release according to Claim 1, characterized in that, in addition to the snap-action spring (32), the spring element has a helical spring (33) which applies a prestressing force to the snap-action spring (32).
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