DE6610419U

DE6610419U - FAULT CURRENT CIRCUIT BREAKER

Info

Publication number: DE6610419U
Application number: DE19636610419
Authority: DE
Original assignee: Schutzapparate Paris & Co
Current assignee: Schutzapparate Paris & Co
Priority date: 1963-09-19
Filing date: 1963-09-19
Publication date: 1974-01-03

Description

TBF 1550 23o August 1973TBF 1550 23o August 1973

Schutzapparate-Gesellschaft Paris & Co. mbH. KB., Schalksmühle Aa.: Sch 34 5O9/21c GbmProtective Apparatus Society Paris & Co. mbH. KB., Schalksmühle Aa .: Sch 34 509 / 21c Gbm

Fehlerstrom-SchutzschalterResidual current circuit breaker

Um den Bau kleiner, direkt auslösender Schalter zu ermöglichen, hat man besonders empfindliche Auslöser, die auf der Basis der Flußverdrängung von Permanentmagneten und auch der Flußkompensation arbeiten, gebaut, um kleinere Auslöseleistungen und damit kleinere Wandler zu erreichen.In order to enable the construction of small, direct tripping switches, particularly sensitive triggers based on the Flux displacement of permanent magnets and also the flux compensation work, built to lower tripping powers and thus to achieve smaller converters.

Solche Auslöser verlangen aber eine besondere Sorgfalt und Sauberkeit (Staubfreiheit) in der Herstellung des Restluftspaltes bzw. der Polschuh-Ankerflächen, da in diesen Fällen mit einem vom Permanentmagneten abfallenden, federbelasteten Anker gearbeitet wird, dessen meist nur wenige ^ betragender Restluftspalt nach jeder Schalterbetätigung mit gleichbleibender Genauigkeit weiderhergestellt werden muß, um gleichbleibende Auslösewerte zu erreichen·Such triggers, however, require special care and cleanliness (freedom from dust) in the production of the remaining air gap or the pole shoe armature surfaces, since in these cases a spring-loaded armature that falls away from the permanent magnet is used, the remaining air gap of which is usually only a few ^ amounting to each switch actuation constant accuracy has to be restored in order to achieve constant release values

Die Herstellung derartiger Schalter erfordert Präzision, ist zeitraubend, lohn- und materialaufwendig.The manufacture of such switches requires precision, is time-consuming, wages and materials.

Ihre Verwendung ermöglicht aber, da sie kleine Wandler benötigen, den Bau von vierpoligen FI-Schaltern, etwa in der Größe von zwei nebeneinandergesetzten herkömmlichen Sicherungsautomaten (Leistungsselbstschaltern), trotz des großen, für den Auslöser benötigten Volumens.However, since they require small converters, their use enables the construction of four-pole FI switches, roughly the size of two Adjacent conventional circuit breakers (circuit breakers), despite the large size required for the release Volume.

Der Bau von kleineren und deshalb billigeren, direkt elektromagnetisch auslösenden Fehlerstrom-Schutzschaltern scheiterte bislang daran, daß die erforderliche Auslöseleistung für die mit Freiauslösung versehenen Schaltschlösser verhältnismäßig groß war undThe construction of smaller and therefore cheaper, direct electromagnetic tripping residual current circuit breakers failed so far that the required tripping power for the trip-free provided switch locks was relatively large and

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deshalb auch die erforderlichen Summenstromwandler entsprechend groß und mit mehreren primären Windungen dimensioniert v/erden mußten. So nimmt bei bekannten Ausführungen der Wandler trotz knappster Dimensionierung, was wiederum eine äußerst genaue zeitraubende Justierung des Auslösemechanismus verlangt, zum Teil mehr als 50 % des gesamten Gerätevolumens ein.therefore the required summation current transformers had to be dimensioned correspondingly large and dimensioned with several primary windings. In the case of known designs, the converter takes up more than 50% of the total volume of the device in some cases, despite the tightest dimensions, which in turn requires an extremely precise, time-consuming adjustment of the trigger mechanism.

Der Bau von kleinen, billigen FI-Schaltern mit direkter elektro- ;magnetischer Auslösung gelingt aber dann, wenn erfindungsgemäß im Schaltschloß mehrere Kraftspeicher mit untersetzender Wirkung nacheinander geschaltet werden, und die Verriegelung des letzten KraftSpeichers über eine Drahtsperre, die zum Zwecke gleichmäßiger Serienfertigung zugfederbelastet ist, vorgenommen wird. The construction of small, cheap FI switches with direct electromagnetic; magnetic triggering succeeds if, according to the invention, im Switch lock several energy storage devices with reducing effect can be switched one after the other, and the locking of the last one KraftSpeichers is made via a wire lock, which is tension spring loaded for the purpose of uniform series production.

Seine Entriegelung erfolgt über einen im Gleichgewicht befindlichen und zum Zwecke der Einstellung des Schalters auf einen FI-SoIlwert zugfederbelasteten leichten Anker, dessen Übersetzungsverhältnis Arbeits- zu Magnethebelarm > 1 ist und so geformt, daß beide Hebelarme im Gleichgewicht sind. Der Arbeitshebelarm ist so ausgebildet, daß er, sollte er nach magnetischer Erregung am Kern kleben, durch die Klinke des letzten KraftSpeichers beim Ausschalten des Schalters vom Magnetkern losgeschlagen wird. Der Arbeitsluftspalt kann dabei durch den geringen erforderlichen Hub der Drahtsperre und sein Hebelübersetzungsverhältnis kleiner als 0,5 mm gehalten werden, so daß er im Bereich günstiger magnetischer Anzugskräfte liegteIts unlocking takes place via an in equilibrium and for the purpose of setting the switch to an FI target value Spring-loaded light armature, the transmission ratio of which is the working arm to the magnetic lever arm > 1 and shaped so that both lever arms are in equilibrium. The work lever arm is designed so that it should stick to the core after magnetic excitation, through the latch of the last energy storage device at Turning off the switch is released from the magnetic core. The working air gap can be due to the small stroke required the wire lock and its lever transmission ratio are kept less than 0.5 mm, so that it is more favorable in the range of magnetic Attraction forces lay

Durch das geringe Gewicht von Anker und Drahtsperre wird der Schalter völlig lageunabhängig, da die für die Einstellung auf eine bestimmte Fehlerstromauslösung erforderliche Federvorspannung über dem Eigengewicht dieser beiden Teile liegt.Due to the low weight of the armature and wire lock, the switch is completely independent of the position, as the one for setting on a certain fault current trip required spring preload is above the dead weight of these two parts.

Der Kern des Slektrozaagneten besteht aus einem gestanzten und U-förmig abgewxiikelten, zwischen den beiden Schloßplatinen durch Zacken angelenkten Kernblech, das an seinem einen Schenkel alsThe core of the Slektrozaagnet consists of a punched and U-shaped wound through between the two lock plates Pointed hinged core sheet, which on one leg as

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Ankerlager ausgebildet ist und gleichzeitig als Distanzstück für die Platinen benutzt wird, während der andere freie Schenkel die Magnetwicklung trägt· Die ungeteilte Ausbildung des Magnetkreises vermeidet in der Herstellung unkontrollierbare zusätzliche magnetische Übergangswiderstände, wie sie durch Zusammenfügung mehrerer Teile zu einem magnetischen Kreis auftreten können* Da sämtliche Anschläge und übertotpunktlagen durch feste und genau definierbare feste Anschläge an den Schloßplatinen und Stanzstellen erreicht werden, ist eine Justage des gesamten Schlosses weder möglich noch nötig.Armature bearing is formed and is used at the same time as a spacer for the sinkers, while the other free leg the Magnetic winding carries · The undivided design of the magnetic circuit avoids uncontrollable additional magnetic during manufacture Contact resistance, as can occur when several parts are joined together to form a magnetic circuit * As all Stops and over-center positions through fixed and precisely definable Fixed stops on the lock plates and punching points are achieved, an adjustment of the entire lock is not possible still necessary.

Ein so hergestelltes Schloß benötigt nur noch eine weniger als ein Zehntel der bisher benötigten Auslöseleistung und dementsprechend einen derart kleinen Wandler mit einem derart kleinen Eisenweg und deshalb günstiger magnetischer Ausnützung, daß dieser als Durchsceckwandler mit an sich kurzen Leiterlängen ausgebildet werden kann, so daß auch bei hohen Stromstärken des Schalters im Betrieb keine hohen Erwärmungen des Gerätes auftreten können.A lock produced in this way only requires less than a tenth of the tripping power previously required and accordingly such a small converter with such a small iron path and therefore more favorable magnetic utilization that it is designed as a through-converter with short conductor lengths can be so that even with high currents of the switch during operation, no high heating of the device can occur.

Die auf dem Wandler aufgebrachte und im PrüfStromkreis liegende, aus mehreren Drahtwindungen bestehende sowie den Prüfstrom untersetzende Tertiärwicklung erlaubt weiter die Verwendung eines kleineren Prüfwiderstandes, so daß das Gesamtvolumen des Schalters kleiner gehalten werden kann als das Volumen zweier aneinandergesetzter herkömmlicher Sicherungsautomaten, und wobei es gleichgültig ist, wie die Konstruktionsgruppen (Schalter, Wandler und Schloß mit- Auslöser) gegeneinander im Schaltergehäuse angeordnet sind=The applied to the converter and located in the test circuit, consisting of several wire windings as well as reducing the test current Tertiary winding also allows the use of a smaller test resistor, so that the total volume of the switch can be kept smaller than the volume of two adjacent conventional circuit breakers, and it does not matter how the construction groups (switches, converters and Lock with trigger) are arranged against each other in the switch housing =

Durch den Fortfall jeglicher Justagearbeit durch fest in das Schloß eingebaute Anschläge wird im wesentlichen die Montagezeit des Schlosses und damit die Herstellungszeit des gesamten Gerätes auf ein Μΐττΐτη-πτη beschränkt, da nach erfolgtem Zusammenbau der Sollauslösewert nur noch durch die Vorspannung einer Ankerzugfeder in "wenigen Sekunden eingestellt wird, was ebenso maßgeblich zur Verbilligung des Gerätes führt wie zum Beispiel die EinsparungBy eliminating any adjustment work by means of stops built into the lock, the assembly time of the lock and thus the production time of the entire device is essentially limited to a Μΐττΐτη-πτη , since after the assembly, the target release value is only achieved in a few seconds by the bias of an armature tension spring is discontinued, which leads to a significant reduction in the price of the device as well as, for example, the savings

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von etwa 00 bis 90 % an Wandlereisen, (gegenüber ca. oO fo mit Magnetauslöser) bzw. etwa 90 fo Kupferwicklung, was wiederum zur Einsparung an Gehäusematerial, Verpackung und Transportgewicht (50-60 %) führt.from about 00 to 90 % on converter iron (compared to about oO fo with magnetic release) or about 90 fo copper winding, which in turn leads to savings in housing material, packaging and transport weight (50-60%) .

In der Zeichnung sind in den wesentlichen Strichen mehrere führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, die in der folgenden Beschreibung näher erläutert werden.In the drawing there are several in the essential lines Examples of management of the subject matter of the invention are shown, which are explained in more detail in the following description.

So zeigt die Figur 1 eine beispielsweise Ausbildung des hochempfindlichen Schaltschlosses im Einschaltzustand.For example, FIG. 1 shows an embodiment of the highly sensitive Switch lock in the switched-on state.

Hierin bedeutenMean therein

1, 2 die Platinen, zwischen denen die folgenden Schloßteile1, 2 the sinkers, between which the following lock parts

montiert sind,are mounted,

3 den in einem Schlitz der unteren Platine 2 geführten Schieber mit dem den Endpunkt der Kette darstellenden Bolzen 6 und seiner in den nicht dargestellten Kontakt-B balken eingreifenden rückseitigen Verlängerung,3 the slide guided in a slot in the lower plate 2 with the slide representing the end point of the chain Bolt 6 and its contact B, not shown bar engaging back extension,

7-9 das erste, zweite und dritte Kettenglied für die erfordarliehe Freiauslösung^7-9 the first, second and third chain links for the required loan Trip-free ^

10 die Schaltachse,10 the switching axis,

11 einen an der Platine 2 angebrachten Anschlagbolzen für das erste Kettenglied 7,,11 a stop bolt attached to the board 2 for the first chain link 7 ,,

12 einen an/der Platine 2 angebrachten Anschlagbolzen für das Kettenglied 9· Beide Anschlagbolzen dienen der ge- nauen Festlegung der üb ert otpun ktlage der Kettengelenkpunkte zwischen den Kettengliedern 7* 3 sowie S, 9»12 a stop bolt attached to / on the board 2 for the chain link 9 · Both stop pins are used to precisely determine the over-center position of the chain hinge points between the chain links 7 * 3 and S, 9 »

13 den zweiten Auslösehebel zum Auslösen der Kette beim Anschlagen gegen die Anschlagnase 14 des zweiten Kettengliedes β,13 the second release lever to release the chain when it hits against the stop lug 14 of the second chain link β,

15 die Auslösesperre, die den Auslösehebel 13 bis zur Auslösung in «!er gespannten Lage verklinkt und um den Bolzen 15a dreht,15 the release lock, which latches the release lever 13 until it is released in the tensioned position and around the bolt 15a rotates,

• ·• ·

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den ersten, um den Bolzen 15a drehbaren Auslösehebel zum Auflösen der Auslösesperre 15 mit einem abgewinkelten Kopfteil 17, das so ausgebildet ist, daß einerseits seine beiden abgewinkelten Nasen 18 der Auslösedrahtsperre 19 eine seitliche Führung geben und andererseits das den Nasen entgegengesetzte Teil 20 sich an seiner Stirnfläche 21 gegen die Schlaufe 22 der Auslösedrahtsperre 19 verklinkt und bei Auslösung während seiner Bewegung auf den langen Auslösehebelarm 23 des Ankers 24 schlägt, um beim Kleben des Ankers 24 am Spulenkern 25 infolge Remanenz jenen vom Spulenkern ■wieder loszuschlagen,the first, about the bolt 15a rotatable release lever for releasing the release lock 15 with an angled Head part 17 which is designed so that on the one hand his give both angled lugs 18 of the release wire lock 19 a lateral guide and on the other hand the opposite of the lugs Part 20 is latched at its end face 21 against the loop 22 of the release wire lock 19 and at Tripping during its movement on the long trip lever arm 23 of the armature 24 strikes to when gluing the armature 24 on the coil core 25 as a result of remanence to knock that off the coil core ■ again,

den die Ankerschneidenlagerung 27 tragenden freien Schenkel des Spulenkerns 25» der mit seinen Lappen 28 in Ausnehmungen der Platinen 1, 2 eingreift und dadurch gleichzeitig den Abstand beider Platinen zueinander festlegt, ein Schlußstück, das den Anker 24 in seiner Schneidenlagerung 27 sichert und mit seiner ü-förmigen Erweiterung 30 die feste Einstellung des Ankerluftspaltes 31 bei der Montage des Schlosses ermöglicht,the free leg carrying the anchor blade bearing 27 of the coil core 25 »with its tabs 28 in recesses of the boards 1, 2 engages and thereby simultaneously defines the distance between the two boards, an end piece that secures the armature 24 in its cutting edge bearing 27 and with its U-shaped extension 30 enables the fixed setting of the armature air gap 31 when assembling the lock,

die auf den Spulenkern 25 aufsitzende und mit der Sekundärwicklung des Durehsteckwandlers 33 {siehe Figuren 2 verbundene Auslösespule),the one seated on the coil core 25 and with the secondary winding of the plug-in converter 33 {see FIGS. 2 connected trip coil),

eine Zugfeder, deren zugkraft zwecks Einstellung auf den Sollauslösewert über einen durch eine Tellerfeder 35a gebremsten Einstellhebel 35 einstellbar ist.a tension spring whose tensile force for the purpose of adjustment to the The target trigger value can be set via an adjusting lever 35 braked by a plate spring 35a.

'Wird nun infolge eines fließenden Fehlerstronies der durch die Zug- - feder 34 belastete Anker 24 durch das wegen des geringen Luftspaltes starke Magnetfeld angezogen, dann entklinkt er die durch eine Zugfeder 36 belastete erste Auslösedrahtsperre 19, so daß der durch eine Schenkelfeder 37 belastete erste Auslösehebel 16 die in entgegengesetzter Richtung durch eine Schenkelfeder 3S belastete Auslösesperre 15 entklinkt. Hierdurch wird in bekannter Weise der durch eine Schenkelfeder 39 belastete zweite JLuslösehebel 13 frei, der die Kette I₃ S, 9 aus ihrer Obertotpunktlage wirft, die durch den Druck des Schalters ziisansnenknickt und damit den jLussehaltvror-'If the armature 24 loaded by the tension spring 34 is attracted by the strong magnetic field due to the small air gap as a result of a flowing error tronies, then it unlatches the first release wire lock 19 loaded by a tension spring 36, so that the first trip wire lock 19 loaded by a torsion spring 37 Release lever 16 unlatches the release lock 15 loaded in the opposite direction by a leg spring 3S. As a result, the second release lever 13, which is loaded by a torsion spring 39 and which throws the chain I ₃ S, 9 out of its top dead center position, is released in a known manner.

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gang vollzieht. Der hierbei zurücklaufende Bolzen 6 drückt in bekannter Weise den aweiten Auslösehebel 13 wieder in seine Verklinkung mit der Auslösesperre 15, während die durch eine Schenkelfeder 40 belastete Schalterachse 10 bei ihrer Bewegung in die Ausschaltstellung über den auf ihr sitzenden Rückholhebel 41 den ersten Auslösehebel Io mit der Auslösedrahtsperre 19 verklinkt, so daß dio Einschaltbereitschaft wiederhergestellt ist.gear takes place. The bolt 6 moving back in this case pushes in a known manner Way the wide release lever 13 back into its latching with the release lock 15, while the by a leg spring 40 loaded switch shaft 10 as it moves into the off position via the return lever 41 sitting on it the first Release lever Io latched to the release wire lock 19 so that The readiness to switch on is restored.

Der für ein solch empfindliches Schloß benötigte kleine Wandler 33 braucht keinen großen Einbauraum, so daß die Lage der drei für einen Fehlerstrom-Schutzschalter erf order!³ ichen Konstruktionsgruppen (Schloß, Wandler, Schalter) zueinander auch dann frei gewählt werden können, wenn die Forderung erfüllt werden soll, aus diesen einen Fehlerärom-Schutzschalter zu bauen, dessen Raum der äußeren Form zweier aneinanderliegender genormter Überstromschalter (Einbau-Sicherungsautomaten) entspricht.The small converter 33 required for such a sensitive lock does not require a large installation space, so that the position of the three for a fault current circuit breaker is required! ³ ichen construction groups (lock, converter, switch) to each other can also be freely selected if the requirement is to be met to build a fault arom circuit breaker from these, the space of which corresponds to the outer shape of two adjacent standardized overcurrent switches (built-in circuit breakers).

In den Figuren 2-9 sind vier Ausführungsbeispiele je in um 90 gedrehten Aufbauansichten annähernd in natürlicher Größe dargestellte Hierin bedeuten:In FIGS. 2-9, four exemplary embodiments are each shown in approximately natural size in structural views rotated by 90 Herein mean:

42 ein Betätigungsorgan (in den Figuren 2-5 ein Drehgriff,42 an actuator (in Figures 2-5 a rotary handle,

in den Figuren 6 und 7 ein Handhebel, in den Figuren 8 und 9 ein doppelarmiger Hebel),in FIGS. 6 and 7 a hand lever, in FIGS. 8 and 9 a double-armed lever),

43 ein Schaltschloß gemäß Figur 1,43 a switch lock according to Figure 1,

44 einen 4-poligen Schalter bekannter Bauform, von dem andeutungsweise nur die festen Kontakte 45, die Anschlußklemmen 1+6, sowie (in Figur 2) die festen Kontakte mit Anschlußklemmen 47 gezeichnet sind. Die zwischen den Kontakten 45 und 47 (in Figur 2) den Kontaktschluß bewirkenden beweglichen Kontakte und ihr Träger, der meist als Kontaktbalken bezeichnet wird und in den der Bolzen 6 des Schlosses eingreift, sind in der Zeichnung weggelassen,44 a 4-pole switch of known design, of which only the fixed contacts 45 , the connection terminals 1 + 6, and (in FIG. 2) the fixed contacts with connection terminals 47 are indicated. The movable contacts between the contacts 45 and 47 (in Figure 2) causing the contact closure and their carrier, which is usually referred to as a contact bar and in which the bolt 6 of the lock engages, are omitted in the drawing.

40 stellt die andeutungsweise äußere Umhüllung des Schalters dar und läßt die erreichbare Kleinheit erkennen.40 shows the outline of the outer casing of the switch and shows the attainable smallness.

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In den Figuren ό und 7 ist unter Verwendung der obigen Bezugszeichen eine besonders kleine Bauform dargestellt, die in der Breite beispielsweise nur einem LS-Schalter entspricht. Es ist daraus ersichtlich, in welcher geringen Größe das vorbeschriebene empfindliche Schaltschloß in Verbindung mit dem daraus sich ergebenden kleinen Durchsteckwandler hergestellt werden kann.In Figures ό and 7 is using the above reference numerals a particularly small design is shown, which corresponds in width, for example, only to an LS switch. It can be seen from this in what small size the above-described sensitive switch lock in connection with the resulting small Straight through converter can be produced.

Bei dieser Bauform kann das Handbetätigungsorgan 42 auch zwischen dem Schloß 43 und dem Schalter 44 angeordnet sein, so daß der Hebel in der Mitte des Gerätes liegto Die Anschlußklemmen 46 sind, da die Schalterbreite dies nur für schmale Anschlußklemmen und somit nur für geringe Stromstärken zulaßt^ zweckmäßig paarig stufenweise übereinander angeordnet, was auch hier wieder leicht ermöglicht werden kann, da ebenfalls genügend Raum zur Verfügung steht.In this design, the manual control element 42 can also between the lock 43 and the switch 44 so that the lever is in the middle of the device. The terminals 46 are there the switch width allows this only for narrow terminals and thus only for low currents ^ expediently in pairs in stages Arranged one above the other, which can easily be made possible here too, as there is also enough space available.

Eine weitere Ausbildung der erstrebten schmalen Ausführungsform zeigen die Abbildungen 8 und 9, bei denen der das Betätigungsorgan bildende doppelarmige Hebel 42 beispielsweise zusätzlich durch je eine Ein- und Aasschaltdrucktaste 49 bzw. 50 ergänzt ist, die ggf. über Zwischenglieder 51 auf das Betätigungsorgan 42 wirken. Bei einer noch günstigeren Lösung wird lediglich die Einschalttaste 49 in ihrer vorbezeichneten Wirkung benutzt, während die Ausschaltung über die Ausschalttaste 50 dadurch bewirkt wird, daß diese unmittelbar auf die Auslösesperre 15 (Figur 1) einwirkt.A further development of the narrow embodiment sought is shown in Figures 8 and 9, in which the actuator forming double-armed lever 42 is supplemented, for example, by one on and one switching pushbutton 49 and 50, respectively, which possibly act on the actuating member 42 via intermediate members 51. In an even more favorable solution, only the power button 49 is used in its aforementioned effect, while the Switching off via the switch-off button 50 is effected in that this acts directly on the release lock 15 (Figure 1).

Claims

TBF 1550 August 23, 1973 Schntzapparate-Gesellehaft Paris & Go. mbH. KG., Schalksmühle Ref .: Sch 34 509 / 21C Gbm Claims

1. Residual current circuit breaker with double toggle switch lock and electromagnetic release, characterized by a Switching lock with several connected one after the other in a stocky sense Energy storage devices, of which the one closest to the electromagnet is preferably one per se known spring-loaded wire pawl is locked.

2. fault current protection switch according to claim 1, characterized in that that the setting of the lock to an electrical release value by setting a tension spring force (34) on the armature (24) on an adjusting lever (35) which is advantageously braked by a plate spring (35a).

3. fault current ~ circuit breaker according to claim 1 and 2, characterized in that the core (25) of the electromagnet in one piece is made of strip material so that the free leg as a carrier of the anchor bearing and as Spacer is designed for the lock plates.

4. Residual current circuit breaker according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the armature air gap (31) is smaller than the stroke of the release wire lock (19) required to unlatch the first energy store (15, 16)