DE68915607T2 - Elektromagnetischer Auslöser mit hoher Empfindlichkeit. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Auslöser mit magnetischer Haltung, insbesondere für einen Lasttrenn- oder Leistungsschalter mit Differenzstromschutz, mit einem Isolierstoffgehäuse, das aus einem Sockel und einem auf dem Sockel zur Bildung eines geschlossenen Gehäuses aufgeschnappten nach unten offenen Gehäuseoberteil besteht, und in dessen Innerem ein U-förmiger Eisenkern, dessen beide Schenkel an ihren Enden zwei in einer Ebene liegenden Polflächen bilden, ein um das Ende eines der beiden genannten Schenkel des Eisenkerns verschwenkbarer Kippanker, der in der Gespannt-Stellung des Auslösers auf den genannten Polflächen aufliegt, um den aus dem Eisenkern und dem Anker bestehenden Magnetkreis zu schließen, ein Dauermagnet zur Polarisierung des genannten Magnetkreises sowie eine Auslösespule angeordnet ist, die den anderen der beiden genannten Schenkel umgibt und einen Spulenkörper aufweist, dessen Unterseite auf dem Querjoch des Eisenkerns aufliegt und auf dem Sockel aufgeschnappt ist.
• In den Druckschriften FR-A-2.095.278 und DE-A-3.631.405 ist ein Auslöser der erwähnten Art beschrieben, bei dem die einzelnen Auslöserkomponenten in einem Gehäuse untergebracht sind, das aus einem Sockel und einem auf dem Sockel aufgeschnappten Gehäuseoberteil besteht. Auf einem der Schenkel des Eisenkerns ist der Spulenkörper und auf dem anderen ein Befestigungselement aufgebracht, das zusammen mit dem Spulenkörper auf dem Sockel aufgeschnappt wird. Das Querjoch des Eisenkerns verläuft zwischen dem Spulenkörper und einem in einer Aussparung des Sockels angeordneten Dauermagneten. Bei dem in der FR-A-2.095.278 beschriebenen Auslöser ist zwischen dem Magneten und dem Boden der Aussparung außerdem eine elastische Unterlegscheibe angeordnet, so daß der Eisenkern elastisch im Gehäuse gelagert ist. Diese Art der Befestigung ist kompliziert.
• Die Herstellung und Montage solcher elektromagnetischen Auslöser mit sehr hoher Ansprechempfindlichkeit muß mit besonderer Sorgfalt erfolgen, um eine hohe Auslösegenauigkeit zu erreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vereinfachten Auslöser zu schaffen, dessen Montage sich leichter durchführen läßt und teilweise oder vollständig automatisiert werden kann.
• Der erfindungsgemäße elektromagnetische Auslöser umfaßt die in Anspruch 1 aufgeführten Komponenten.
• Die Komponenten des Auslösers werden einerseits durch Aufschnappen des Spulenkörpers auf dem Sockel und andererseits durch die Auflage des Gehäuseoberteils auf dem genannten Spulenkörper befestigt. Die Verriegelung durch das Gehäuseoberteil gewährleistet eine korrekte Positionierung der Auslöserkomponenten im Innern des Gehäuses. Diese Befestigung erfolgt durch einfaches Aufschnappen, welches auch von Montageautomaten ausgeführt werden kann. Das Gehäuseoberteil ist kastenförmig ausgeführt und mit Mitteln zur Befestigung des Auslösers versehen. Eines der Befestigungsmittel ist in Form von an der Oberseite angeordneten abgeschrägten Stufen aus geführt, zu deren Seiten zwei durchbohrte Ösen überstehen, durch die eine Befestigungsstange hindurchgeführt werden kann. Die beiden Stufen sind vorzugsweise abgeschrägt, um eine Befestigung an beiden Rändern der Oberseite des Gehäuseoberteils zu ermöglichen. Das Gehäuseoberteil weist vorteilhafterweise in einer unter Fachleuten gut bekannten Art und Weise zusätzliche Befestigungsmittel in Form von an den Schmalseiten ausgebildeten Stützen auf. Die beiden breiten Seitenflächen des Gehäuseoberteils können Absätze zur Schnappbefestigung aufweisen, um den Auslöser auf einem Trägerelement mit Schnappnasen zu befestigen.
• Nach einer wichtigen Ausgestaltung der Erfindung ist an einer Seite des Kippankers eine Rückholfeder angeordnet, die mit Hilfe einer durch die Federwindungen geführten Einstellschraube befestigt ist. Die Schraube dient in einer Doppelfunktion sowohl zum Halten der Feder als auch zur Einstellung der Rückstellkraft. Der Kopf der Einstellschraube stützt sich auf eine fest mit dem Eisenkern des Auslösers verbundene Stütze und ist dabei in eine in die Stütze eingearbeitete Aussparung eingeführt. Gehäuse für Relais mit sehr hoher Ansprechempfindlichkeit müssen staubdicht ausgeführt sein, und nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Nasen zur Schnappverbindung des Sockels mit dem Gehäuseoberteil so ausgeführt, daß sie die von ihnen durchragten Öffnungen abdecken. Die Öffnungen sind vorzugsweise kreisförmig ausgeführt, und die Enden der Schnappnasen weisen die Form von in die Öffnungen einschnappenden Zylinderstiften auf.
• Der Dauermagnet zur Polarisierung des Eisenkerns ist zwischen den Schenkeln dieses Kerns angeordnet und wird durch den Spulenkörper gehalten, der zu diesem Zweck mit Verlängerungen versehen ist, in die vom Dauermagneten durchragte Aussparungen eingearbeitet sind.
• Die gesamte Anordnung ist ausgesprochen einfach, und die Montage erfolgt durch einfaches Aufeinanderstecken und Aufschnappen der Einzelteile.
• Das Gehäuseoberteil und der Sockel sind vorteilhaft aus einem Kunststoff gefertigt, in den Magnetteilchen, insbesondere aus Eisen, eingearbeitet sind, um eine magnetische Abschirmung gegen äußere Störeinflüsse zu bilden. Dieser magnetische Schutz kann durch eine äußere Abschirmung gebildet oder verstärkt werden, die z.B. auf den Sockel bzw. das Gehäuseoberteil aufgesteckt wird.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen:
• - Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Auslösers entlang der Linie I-I aus Fig. 2;
• - Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 1;
• - Fig. 3 eine Teilschnittansicht entlang der Linie III-III aus Fig. 2.
• In den Figuren besteht der Magnetkreis eines elektromagnetischen Auslöser mit hoher Ansprechempfindlichkeit aus einem U-förmigen Eisenkern 10 und einem Kippanker 12. Der Anker 12 ist am Endpunkt eines der beiden Schenkel 14, 16 des Eisenkerns 10 gelenkig gelagert, und in der Gespannt-Stellung des Auslösers liegt der Anker 12 auf den die beiden Polflächen bildenden Enden der Schenkel 14, 16 auf. Auf den Schenkel 16 des Eisenkerns 10 ist ein Tragkörper 18 einer Spule 20 aufgesteckt. Zwischen den Schenkeln 14, 16 ist ein Dauermagnet 22 zur Polarisierung des Eisenkerns 10 angeordnet, um den Anker 12 gegen die Wirkung der Rückstellkraft einer Schraubenfeder 24 in der angezogenen Stellung zu halten. Die gesamte Anordnung ist im Innern eines Gehäuses untergebracht, das aus einem Sockel 26 und einem über den Sockel geschobenen Gehäuseoberteil 28 besteht. Die Oberseite des Gehäuseoberteils 28 wird von einem Schaltstift 30 durchragt, der auf dem Kippanker 12 aufliegt. Ein Auslöser dieser Art ist gut bekannt, und hier soll lediglich noch einmal darauf hingewiesen werden, daß die Freigabe des Kippankers durch die Erregung der Spule 20 erfolgt, wobei die durch den Dauermagneten 22 auf den Kippanker 12 wirkende Anziehungskraft aufgehoben wird.
• Die Spule 20 ist zwischen unteren Flanschplatten 32 und oberen Flanschplatten 34 des Spulenkörpers 18 montiert, wobei diese Flanschplatten Verlängerungen zur Bildung eines Tragkörper für den Dauermagneten 22 aufweisen, der in diese Verlängerungen der Flanschplatten 32, 34 eingearbeitete Aussparungen durchragt. Die Unterseite der Flanschplatte 32 liegt auf dem Querjoch des Eisenkerns 10 auf und weist zwei Schlitze 46, 48 auf, in die die am Sockel ausgebildeten Schnappnasen 42, 44 eingreifen. In aufgeschnappter Stellung drückt der Spulenkörper 18 das Querjoch des Eisenkerns 10 gegen den Sockel 26 und führt den Dauermagneten 22. Das Gehäuseoberteil 28 wird auf den Sockel 26 aufgesteckt, wobei es an vier in den vier Ecken des rechteckigen Sockels ausgebildeten Schnappnasen 50 einrastet. Das Gehäuseoberteil 28 ist innen mit Vorsprüngen 52 versehen, die bei aufgeschnapptem Gehäuseoberteil gegen die Oberseite der oberen Flanschplatte 34 des Spulenkörpers 18 drücken, um diesen Spulenkörper auf dem Sockel 26 zu verriegeln. Der Spulenkörper 18 weist darüber hinaus Zentrierstifte 54 auf, die in die zugehörigen Öffnungen des Sockels 26 hineinragen.
• Die Rückholfeder 24 ist als Zug-Schraubenfeder ausgeführt, deren erstes Ende 56 am Kippanker 12 und deren zweites Ende über eine Einstellschraube 60 an einer fest mit dem Eisenkern 10 verbundenen Stütze 62 befestigt ist. Die Schraube 60 ist in eine Aussparung 64 der Stütze 62 eingeführt, wobei der Schraubenkopf 66 auf den Rändern dieser Aussparung 64 aufliegt und der Gewindeteil der Schraube 60 in die Windungen der Schraubenfeder 24 eingedreht ist. Die Einstellung erfolgt durch Drehung des Schraubenkopfes 66, wodurch der Gewindeteil der Schraube 60 zunehmend in die Feder 24 eindringt. Gegenüber dem Schraubenkopf 66 weist der Sockel 26 eine Zugangsöffnung 68 für die Schraube 60 auf.
• Das kastenförmige Gehäuseoberteil 28 weist an den beiden Schmalseiten 70, 72 durchbohrte Befestigungsstützen 74, 76 für die Auflage und Befestigung des Auslösers mit Hilfe von durch die Stützen 74, 76 geführten Schrauben auf. Die oberen Kanten der Schmalseiten 70, 72 weisen abgeschrägte Stufen 78, 80 auf, aus denen als Ösen 82, 84 ausgebildete seitliche Vorsprünge hervorstehen, durch deren Bohrung 86 eine (nicht dargestellte) Befestigungs stange hindurchgeführt werden kann. das Gehäuseoberteil 28 weist ein drittes Befestigungselement auf, das aus den zwei gegenüberliegenden Absätzen der Vorsprünge 52 besteht. Die Enden der im Sockel 26 ausgebildeten Schnappnasen 50 weisen eine abgerundete Form auf und greifen in die im Gehäuseoberteil 28 ausgebildeten kreisrunden Bohrungen ein, wobei sie diese abdecken. Diese Form der Schnappnasen trägt zur Dichtigkeit des Gehäuses bei, da das Eindringen von Staubteilchen oder sonstiger Fremdkörper erschwert wird. Am Sockel 26 sind zwei Fahnen 87 angeformt, mit denen die Leiterdrähte der Spule verlötet sind.
• Die Montage des erfindungsgemäßen Auslösers ist ausgesprochen einfach. Die Unterbaugruppe aus der Spule 20 mit dem Spulenkörper 18 sowie dem Dauermagneten 22 wird auf den Schenkel 16 des Eisenkerns 10 aufgesteckt, und der Kippanker 12 wird zusammen mit seiner Rückholfeder 24 am gegenüberliegenden Schenkel 14 des Eisenkerns 10 montiert. Diese Unterbaugruppe wird durch einfaches Eingreifen der Schnappnasen 42, 44 in die Schlitze 46, 48 mit dem Sockel 26 verbunden, wobei auf die richtige Positionierung der Zentrierstifte 54 zu achten ist. Durch diese Schnappmontage werden die Einzelteile des Auslösers auf dem biegesteifen Sockel 26 befestigt und gleichzeitig der Zugang zur Einstellschraube 66 durch die im Sockel ausgebildete Öffnung 68 ermöglicht. Anschließend wird das Gehäuseoberteil 28 aufgeschoben und auf den Sockel 26 aufgeschnappt, wobei die Vorsprünge 52 gegen den Spulenkörper 18 drücken, um diesen in seiner Stellung zu verriegeln. Das Gehäuse kann entweder mit Hilfe der seitlichen Befestigungsstützen 74, 76 oder der durch die Ösen 82, 84 geführten Befestigungsstangen oder aber durch Aufschnappen auf den den Vorsprüngen 52 gegenüberliegenden Absätzen auf einer Unterlage, z .B. einem Differenzstrom-Leistungsschalter befestigt werden. Dabei können die verschiedenen Möglichkeiten der Gehäusebefestigung einzeln genutzt oder miteinander kombiniert werden. Die Einstellung der Rückstellkraft der Feder 24 durch einfache Drehung der Schraube 60 gewährleistet eine große Einstellgenauigkeit, wobei es aufgrund der selbstklemmenden Wirkung der Federwindungen auf das Schraubengewinde nicht zu einer ungewollten Drehung der Schraube 60 kommen kann.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die besonders beschriebene Ausführungsform beschränkt.

Claims (10)

1. Elektromagnetischer Auslöser mit magnetischer Haltung, insbesondere für einen Lasttrenn- oder Leistungsschalter mit Differenzstromschutz, mit einem Isolierstoffgehäuse, das aus einem Sockel (26) und einem auf dem Sockel (26) zur Bildung eines geschlossenen Gehäuses aufgeschnappten nach unten offenen Gehäuseoberteil (28) besteht, und in dessen Innerem ein U-förmiger Eisenkern (10), dessen beide Schenkel (14,16) an ihren Enden zwei in einer Ebene liegenden Polflächen bilden, ein um das Ende eines (14) der beiden genannten Schenkel (14, 16) des Eisenkerns (10) verschwenkbarer Kippanker (12), der in der Gespannt-Stellung des Auslösers auf den genannten Polflächen aufliegt, um den aus dem Eisenkern (10) und dem Anker (12) bestehenden Magnetkreis zu schließen, ein Dauermagnet (22) zur Polarisierung des genannten Magnetkreises sowie eine Auslösespule (20), die den anderen (16) der beiden genannten Schenkel (14, 16) umgibt und einen Spulenkörper (18) aufweist, dessen Unterseite (32) auf dem Querjoch des Eisenkerns (10) aufliegt und auf dem Sockel (26) aufgeschnappt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Querjoch des Eisenkerns (10) zwischen der Unterseite des Spulenkörpers (18) und dem Sockel (26) eingeklemmt und somit gegen diesen Sockel (26) gedrückt wird, daß das Gehäuseoberteil (28) Vorsprünge (52) aufweist, die beim Aufstecken des Gehäuseoberteils gegen die Oberseite (34) des Spulenkörpers (18) drücken, um den Eisenkern (10) und den Spulenkörper (18) im Gehäuseinnern zu positionieren und zu verriegeln, und daß der Dauermagnet (22) zwischen den Schenkeln (14, 16) des Eisenkerns (10) angeordnet ist und durch die Verlängerungen der genannten Oberseite (34) und Unterseite (32) des Spulenkörpers (18) der Spule (20) gehalten wird.

2. Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte kastenförmige Gehäuseoberteil (23) an der der genannten offenen Unterseite gegenuberliegenden Seite eine Stufe (73, 80) aufweist, aus der zwei Ösen (32, 34) hervorstehen, die mit ihren Bohrungen auf eine Befestigungsstange geschoben werden können.

3. Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanten der genannten Gegenseite jeweils eine Stufe (78, 80) aufweisen, aus der zwei Ösen (82, 84) hervorstehen.

4 Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schmalseiten (70, 72) des Gehäuseoberteils (28) jeweils eine seitlich aus dem Gehäuse hervorstehende Befestigungsstütze (74, 76) aufweisen.

5. Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 1, 2 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden breiten Seitenflächen des Gehäuseoberteils (28) jeweils einen Befestigungsabsatz zur Schnappmontage aufweisen.

6. Elektromagnetischer Auslöser nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippanker (12) durch eine Rückhol-Schraubenfeder (24) beaufschlagt wird, deren erstes Ende (56) durch eine in die Windungen der Feder (24) eingedrehte Einstellschraube (60) befestigt ist.

7. Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (24) zwischen dem Kippanker (12) und dem Sockel (26) angeordnet und die Einstellschraube (60) durch eine im Sockel ausgebildete Öffnung (68) zugänglich ist.

8. Elektromagnetischer Auslöser nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (66) der Einstellschraube (60) in einer Aussparung (64) liegt, die in einer fest mit dem Eisenkern (10) verbundenen seitlichen Stütze (62) eingearbeitet ist und den Schraubenkopf stützt.

9. Elektromagnetischer Auslöser nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (26) Schnappnasen (50) aufweist, die mit im Gehäuseoberteil (28) ausgebildeten Schnappöffnungen Zusammenwirken, und daß die Enden der genannten Schnappnasen eine an die Form der Öffnungen angepaßte Form aufweisen, um diese Öffnungen bei geschlossenem Gehäuse abzudecken.

10. Elektromagnetischer Auslöser nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse aus einem Kunststoff besteht, in den Magnetteilchen zur Bildung einer magnetischen Abschirmung eingearbeitet sind.