DE2348613B1

DE2348613B1 - Circuit breakers, especially circuit breakers

Info

Publication number: DE2348613B1
Application number: DE19732348613
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl-Ing Drubig
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1973-09-27
Filing date: 1973-09-27
Publication date: 1975-03-20
Also published as: BE820214A; ES430451A1; ATA719474A; SE7412143L; CH576188A5; DK140817C; GB1486261A; FI58844C; NO137029C; FR2246052A1; AT331338B; FR2246052B1; IT1022195B; FI58844B; DD114169A5; FI277674A; DE2348613C2; DK474074A; JPS5639013B2; SE396844B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Selbstschalter, insbesondere Schutzschalter, mit einem Schaltschloß und einem Magnetauslöser, der zwei samt ihren Arbeitsluftspalten in einem gemeinsamen, einen Magnetkern mit Erregerspule und insbesondere ein Magnetjoch enthaltenden Magnetkreis dieses Magnetauslösers liegende Anker aufweist, von denen der erste auf einen Entklinkungshebel des Schaltschlosses und derzweite auf einen beweglichen Kontaktteil einwirkt.The invention relates to an automatic switch, in particular a circuit breaker, with a switch lock and a magnetic release, the two together with their working air gaps in a common, one magnetic core with excitation coil and in particular a magnetic circuit containing a magnetic yoke of this magnetic release Has anchors lying, of which the first on a release lever of the switch lock and the second acts on a movable contact part.

Ein derartiger Selbstschalter ist aus der deutschenSuch an automatic switch is from the German

Offenlegungsschrift 21 15 030 bekannt. Der auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses einwirkende Anker ist hier ein Klappanker, während der auf den beweglichen Kontaktteil einwirkende Anker ein Tauchanker ist. Parallel zum Arbeitsluftspalt des Klappankers liegt ein aus magnetischem Werkstoff bestehender Nebenschlußkörper, der bewirkt, daß bei ansteigendem Strom in der Erregerspule des Magnetauslösers der Magnetfluß zunächst über den Arbeitsluftspalt des Tauchankers und durch den zu diesem Arbeitsluftspalt in Reihe liegenden magnetischen Nebenschlußkörper verläuft. Erst nach Sättigung des magnetischen Nebenschlußkörpers verläuft genügend Magnetfluß über den Arbeitsluftspalt des Klappankers, so daß dieser angezogen wird und das Schaltschloß auslöst. Da der den Nebenschlußkörper durch-Offenlegungsschrift 21 15 030 known. The one acting on the unlocking lever of the switch lock The anchor here is a hinged anchor, while the anchor acting on the movable contact part is a Diving anchor is. A magnetic material is located parallel to the working air gap of the hinged armature Existing shunt body, which causes the magnetic flux initially across the working air gap when the current in the excitation coil of the magnetic release increases of the plunger and through the magnetic in series with this working air gap Shunt body runs. Only after saturation of the magnetic shunt body is sufficient Magnetic flux through the working air gap of the hinged armature so that it is attracted and the switch lock triggers. Since the shunt body through

dringende Magnetfluß auch durch den Arbeitsluftspalt des auf den beweglichen Kontaktteil einwirkenden Tauchankers verläuft, ist der Ansprechstrom des auf den beweglichen Kontaktteil einwirkenden Tauchankers kleiner als der Ansprechstrom des auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses einwirkenden Klappankers. Dies bedeutet aber, daß der Tauchanker vor dem Klappanker anspricht und auf das bewegliche Kontaktteil einwirkt, bevor das Schaltschloß entklinkt wird. Zur einwandfreien Funktion eines Selbstschalters ist es jedoch erforderlich, daß der Ansprechstrom des das Schaltschloß entklinkenden Ankers kleiner ist als der Ansprechstrom des unmittelbar auf einen beweglichen Kontaktteil im Öffnungssinne einwirkenden Ankers. Dies kann bei dem bekannten Selbstschalter nur erzielt werden, wenn der Tauchanker besonders stark gefesselt ist. Diese starke Fesselung des Tauchankers bewirkt aber, daß er nur unter Einwirkung erheblicher Magnetkräfte zum Ansprechen gebracht werden kann.urgent magnetic flux also through the working air gap of the acting on the movable contact part Immersion armature runs, is the response current of the immersion armature acting on the movable contact part smaller than the response current of the acting on the unlocking lever of the switch lock Hinged anchor. But this means that the plunger responds in front of the hinged armature and on the movable one Contact part acts before the key switch is unlatched. For the perfect functioning of an automatic switch However, it is necessary that the response current of the armature unlatching the switch lock is smaller than the response current of the acting directly on a movable contact part in the opening direction Anchor. This can only be achieved in the known self-switch if the plunger is particularly tightly bound. This strong bondage of the plunger causes, however, that it is only under The effect of considerable magnetic forces can be made to respond.

Die zum Auslösen des Schaltschlosses erforderliche Amperewindungszahl der Erregerspule des Magnetauslösers ist durch jene Amperewindungszahl gegeben, die unter Überwindung des Taucherluftspaltes den Nebenschlußkörper sättigt, zuzüglich der Amperewindungszahl, die unter Überwindung des Tauchankerluftspaltes und Klappankerluftspaltes dem Klappanker die für die Auslösung des Schaltschlosses erforderliche Kraft verleiht. Weitere Amperewindungen sind zur Überwindung der starken Fesselungskraft am Tauchanker und zum Erzielen einer ausreichend hohen Öffnungsgeschwindigkeit und Öffnungskraft des Tauchankers erforderlich. Deshalb sind zum Erzielen einer genügend hohen Kraft des Tauchankers beim bekannten Selbstschalter außer den hohen Amperewindungszahlen große geometrische Abmessungen des Eisenkreises des Magnetauslösers und damit auch große Abmessungen des Selbstschalters erforderlich.The number of ampere-turns of the excitation coil of the magnetic release required to trigger the switch lock is given by the number of ampere-turns which saturates the shunt body while overcoming the diver's air gap, plus the Amperage number of turns, which by overcoming the plunger air gap and hinged armature air gap dem The hinged armature gives the force required to trigger the switch lock. More ampere turns are sufficient to overcome the strong bondage force on the diving anchor and to achieve one high opening speed and opening force of the plunger required. That's why are to achieve a sufficiently high force of the plunger in the known self-switch except the high number of ampere-turns large geometrical dimensions of the iron circle of the magnetic release and thus large dimensions of the circuit breaker are required.

Wegen der erforderlichen großen geometrischen Abmessungen (Querschnitt) des Eisenkreises des Magnetauslösers und der erforderlichen großen Kraft des Tauchankers steigt ferner beim bekannten Selbstschalter die auf den Klappanker wirkende Magnetkraft bei Strömen, die größer als der Ansprechstrom dieses Klappankers sind, weiter quadratisch an. Daher ist dieser Selbstschalter besonders empfindlich gegen kurzzeitige Stromimpulse, z. B. Einschaltimpulse mit von Glühlampen- oder Leuchtstofflampengruppen kapazitiver Kompensation, die in unerwünschter Weise die Auslösung des Selbstschalters bewirken, wenn diese Stromimpulse den Ansprechstrom des Klappankers auch nur geringfügig überschreiten. Außerdem hat der bekannte Selbstschalter wegen dieser hohen Impulsempfindlichkeit nur eine sehr geringe oder praktisch keine Selektivität zu einem nachgeschalteten strombegrenzenden Selbstschalter.Because of the large geometrical dimensions (cross-section) required for the iron circle of the Magnetic release and the necessary great force of the plunger also increases in the known self-switch the magnetic force acting on the armature in the case of currents that are greater than the response current of this hinged anchor are, furthermore, square. Therefore, this automatic switch is particularly sensitive to short-term current pulses, e.g. B. Switch-on pulses from incandescent lamp or fluorescent lamp groups capacitive compensation, which in an undesired way triggers the self-switch, if these current pulses exceed the response current of the hinged armature even slightly. In addition, because of this high pulse sensitivity, the known automatic switch has only a very low level of sensitivity or practically no selectivity to a downstream current-limiting circuit breaker.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die besagte starke Fesselung des auf den beweglichen Kontaktteil einwirkenden Ankers zu vermeiden und die geometrischen Abmessungen des Eisenkreises und die zum Ansprechen des auf das Schaltschloß einwirkenden Ankers erforderlichen Amperewindungen der Erregerspule des Magnetauslösers klein zu halten.The invention is based on the object of the aforementioned strong restraint of the movable contact part to avoid acting anchor and the geometric dimensions of the iron circle and the Ampere turns of the excitation coil required to respond to the armature acting on the switch lock of the magnetic release small.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Selbstschalter der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Arbeitsluftspalt des zweiten, auf den beweglichen Kontaktteil einwirkenden Ankers ein magnetischer Nebenschluß liegt, der diesen Arbeitsluftspalt wenigstens teilweise magnetisch überbrückt.In order to achieve this object, a circuit breaker of the type mentioned at the beginning is characterized according to the invention characterized in that parallel to the working air gap of the second, acting on the movable contact part Armature is a magnetic shunt that this working air gap is at least partially magnetic bridged.

Mit steigenden Überströmen in der Erregerspule des Magnetauslösers durchdringt der Magnetfluß zunächst den zum Arbeitsluftspalt des auf den beweglichen Kontaktteil einwirkenden Ankers parallelen Nebenschluß und zugleich den zu diesem Nebenschluß in Reihe liegenden Arbeitsluftspalt des ersten,With increasing overcurrents in the excitation coil of the magnetic release, the magnetic flux initially penetrates those parallel to the working air gap of the armature acting on the movable contact part Shunt and at the same time the working air gap of the first, which is in series with this shunt,

xo auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses einwirkenden Ankers. Der bewegliche Kontaktteil, auf den der zweite Anker einwirkt, kann vom Schaltschloß betätigbar sein. Die zum Ansprechen des auf das Schaltschloß einwirkenden Ankers erforderliche Amperewindungszahl ist bis zur magnetischen Sättigung des Nebenschlusses nur durch den Arbeitsluftspalt des ersten, auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses einwirkenden Ankers gegeben. Von den Weiten der Überströme ab, bei denen der Neben-xo armature acting on the unlocking lever of the switch lock. The moving contact part which the second armature acts can be actuated by the switch lock. The to address the on the switching mechanism acting armature required number of ampere turns is up to magnetic saturation of the shunt only through the working air gap of the first, on the unlocking lever of the Switch lock acting armature given. From the widths of the overflows, where the secondary

ao schluß in die magnetische Sättigung übergeht, liegt zu dem Arbeitsluftspalt des ersten Ankers der Arbeitsluftspalt des zweiten Ankers, der unmittelbar auf das bewegliche Kontaktteil einwirkt, entweder in Reihe oder parallel, so daß an ihm erst von diesen Überströmen ab eine Kraftwirkung auftritt.ao circuit passes into magnetic saturation, the working air gap lies with the working air gap of the first armature of the second armature, which acts directly on the movable contact part, either in series or in parallel, so that a force effect only occurs on it from these overcurrents.

Trotz der geringen geometrischen Abmessungen des Eisenkreises und der geringen zum Ansprechen des auf das Schaltschloß einwirkenden Ankers erforderlichen Amperewindungen der Erregerspule des Magnetauslösers ist der erfindungsgemaße Selbstschalter ein schneller Schalter, der ohne weiteres als strombegrenzender Schalter ausgeführt sein kann.Despite the small geometric dimensions of the iron circle and the small size to address the the armature acting on the switch lock required ampere turns of the excitation coil of the magnetic release the inventive self switch is a fast switch, which is easily used as a current limiting Switch can be executed.

Günstigerweise ist der zum Arbeitsluftspalt des zweiten, auf den beweglichen Kontaktteil einwirkenden Ankers parallelliegende Nebenschluß so bemessen, daß er beim Scheitelwert eines die Erregerspule des Magnetauslösers durchfließenden, im Toleranzbereich des Ansprechstromes des ersten, auf den Entklinkungshebel wirkenden Ankers des Magnetauslösers liegenden Stromes in die magnetische Sättigung übergeht oder gerade magnetisch gesättigt ist. Dadurch ist für den auf den beweglichen Kontaktteil einwirkenden Anker sogar praktisch überhaupt keine Fesselung, sondern allenfalls nur eine schwache Fixierung, z. B. durch eine schwache und weiche Fixierfeder, erforderlich. Ferner wird hierdurch erreicht, daß die Kraft des auf das Schaltschloß einwirkenden Ankers oberhalb seines Ansprechwertes nicht mehr weiter quadratisch ansteigt. Deshalb ist der auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses einwirkende Anker besonders unempfindlich gegen die Beaufschlagung der Erregerspule des Magnetauslösers mit impulsartigen Strömen (Selektivität). Der Toleranzbereich des Ansprechstromes ist z. B. durch die verschiedenen möglichen Phasenlagen der Stromschwingungen, durch den zeitlichen Verlauf dieser Stromschwingungen und durch die mechanischen Eigenschaften des Selbstschalters und anderes bedingt. Es gibt Sicherheitsvorschriften für Selbstschalter, nach denen dieser Toleranzbereich innerhalb vorgegebener Grenzen liegen muß. Beim Überschreiten der Obergrenze muß der Selbstschalter stets auslösen, während er unterhalb der Untergrenze nicht auslösen darf. Die Impulsempfindlichkeit des Magnetauslösers bzw. das Selektivitätsverhalten des Selbstschalters ist durch den magnetischen Sättigungsgrad beeinflußbar, der durch den Ansprechstrom im magnetischen Nebenschlußkörper erzielt wird.Conveniently, the one to the working air gap is the second one acting on the movable contact part Armature's parallel shunt is dimensioned in such a way that at the peak value of one of the excitation coil of the magnetic release flowing through, within the tolerance range of the response current of the first, to the Unlocking lever acting armature of the magnetic release lying current in the magnetic saturation passes over or is just magnetically saturated. This is for the on the movable contact part Acting anchor practically no bondage at all, at best only a weak one Fixation, e.g. B. by a weak and soft fixing spring required. Furthermore, this achieves that the force of the armature acting on the switch lock is above its response value no longer increases quadratically. That's why it's on the unlocking lever of the switch lock Acting armature is particularly insensitive to the action of the excitation coil of the magnetic release with pulsed currents (selectivity). The tolerance range of the response current is z. B. by the different possible phase positions of the current oscillations, through the time course of these Current oscillations and caused by the mechanical properties of the self-switch and others. There are safety regulations for circuit breakers according to which this tolerance range is within a specified range Limits must be. If the upper limit is exceeded, the circuit breaker must always trip, while it may not trigger below the lower limit. The pulse sensitivity of the magnetic trigger or the selectivity behavior of the automatic switch can be influenced by the degree of magnetic saturation, which is achieved by the response current in the magnetic bypass body.

Ein erfindungsgemäßer Selbstschalter hat insbesondere den Vorteil, daß der Luftspalt des unmittelbar auf den beweglichen Kontaktteil einwirkenden Schlagankers und dabei beispielsweise auch der Kontaktabbrand und die Fertigungstoleranzen keinerlei 5 Einfluß auf die für die Funktion des auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses einwirkenden Ankers erforderliche Amperewindungszahl der Erregerspule des Magnetauslösers zum Entklinken des Schaltschlosses hat.An inventive circuit breaker has the particular advantage that the air gap of the immediate impact armature acting on the movable contact part and thereby, for example, also the contact erosion and the manufacturing tolerances have no influence whatsoever on the function of the on the unlatching lever the armature acting on the switch lock required number of ampere turns of the excitation coil the magnetic release to unlatch the key switch.

Auch mehrpolige Selbstschalter mit mindestens einem beweglichen Kontaktteil je Pol, einem einzigen Schaltschloß oder einem Schaltschloß je Pol und einem Magnetauslöser je Pol können entsprechend der Erfindung ausgebildet sein. Hierbei kann es sich um Leitungsschutzschalter, Leistungsschalter und Motorschutzschalter handeln. Besonders vorteilhaft ist es, einen Drehstromleistungsschalter entsprechend der Erfindung auszubilden und jedem der drei Pole einen beweglichen Kontaktteil und einen Magnetauslöser zuzuordnen. Jeder der drei Magnetauslöser hat einen zum Auslösen des einzigen Schaltschlosses des Drehstromleistungsschalters dienenden, auf den Entklinkungshebel dieses Schaltschlosses einwirkenden Auslöseanker. Die drei Auslöseanker sind mit einer gemeinsamen Feder gefesselt, so daß die Summe der Kräfte der drei Auslöseanker auf diese Feder wirkt. Ferner hat jeder der drei Magnetauslöser einen zweiten, jeweils auf seinen ihm zugeordneten beweglichen Kontaktteil einwirkenden Schlaganker mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten magnetischen Nebenschluß zum Luftspalt. Dieser Drehstromleistungsschalter hat gegenüber einem strombegrenzenden Leistungsschalter entsprechend der deutschen Patentschrift 15 88 109 noch weiter verbesserte Selektivitätseigenschaften. Mit ihm werden Selektivitätswerte erreicht, die praktisch denen gleichen, die mit Drehstromleistungsschaltern mit zeitverzögerten magnetischen Auslösern erzielt werden. Die auf die beweglichen Kontaktteile einwirkenden Schlaganker sind durch die Kopplung der drei auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses einwirkenden Auslöseanker in keiner Weise beeinflußt, so daß ein erfindungsgemäß ausgebildeter Drehstromleistungsschalter ein hohes Schaltvermögen hat und strombegrenzend ist. Die drei Auslöseanker können durch Verbindungsteile starr miteinander gekoppelt sein oder aber auch unabhängig voneinander am Entklinkungshebel des Schaltschlosses anliegen. Ferner können auch die drei Schlaganker durch Verbindungsteile starr miteinander gekoppelt sein und zum gleichzeitigen Aufschlagen der drei beweglichen Kontaktteile dienen. Sie können aber auch ungekoppelt sein und unabhängig voneinander auf den ihnen jeweils zugeordneten beweglichen Kontaktteil einwirken.Even multi-pole circuit breakers with at least one moving contact part per pole, a single one Switch lock or a switch lock per pole and a magnetic release per pole can be used accordingly of the invention. These can be circuit breakers, circuit breakers and Act motor protection switch. It is particularly advantageous to use a three-phase circuit breaker accordingly of the invention and each of the three poles has a movable contact part and a magnetic release assign. Each of the three magnetic releases has one to release the only key switch of the Three-phase circuit breaker, acting on the unlocking lever of this switch lock Trip anchor. The three trip anchors are tied with a common spring, so that the sum of the Forces of the three release armatures act on this spring. Furthermore, each of the three magnetic releases has a second, each acting on its associated movable contact part with a drop anchor according to the invention trained magnetic shunt to the air gap. This three-phase circuit breaker has compared to a current-limiting circuit breaker according to the German patent 15 88 109 even further improved selectivity properties. With it selectivity values are achieved, which are practically the same as those with three-phase circuit breakers with time-delayed magnetic Triggers can be achieved. The impact anchors acting on the moving contact parts are by coupling the three release anchors acting on the unlocking lever of the switch lock in no way influenced, so that a three-phase circuit breaker designed according to the invention is a has high switching capacity and is current-limiting. The three release anchors can be connected by connecting parts be rigidly coupled to one another or also independently of one another on the unlocking lever of the Key switch. Furthermore, the three drop anchors can also be rigidly connected to one another by means of connecting parts be coupled and serve for the simultaneous impact of the three movable contact parts. You can but also be uncoupled and independent of one another on the movable ones assigned to them in each case Act on the contact part.

Aus den vorveröffentlichten Unterlagen zum deutschen Gebrauchsmuster 17 98 768 ist zwar ein Selbstschalter mit einem Magnetauslöser bekannt, bei dem ein aus einem Eisenstreifen bestehender unbeweglicher Körper parallel zum Luftspalt zwisch'en dem Magnetkern und einem unmittelbar auf Kontaktteile schlagenden Tauchanker liegt und damit einen magnetischen Nebenschluß zu dem besagten Luftspalt bildet. Der Magnetauslöser weist jedoch keinen weiteren, auf den Entklinkungshebel eines Schaltschlosses einwirkenden Anker auf, und der Eisenstreifen dient nur zur Übertragung eines hinreichend starken magnetischen Streufeldes auf die Lichtbogenstrecke, die dadurch beim Öffnen der Kontaktteile beim Ausschalten kleiner Gleichströme beblasen wird. Der Eisenstreifen, insbesondere sein Querschnitt, ist daher so bemessen, daß er mit Sicherheit bei Strömen merklich unterhalb des Ansprechstromes des Magnetauslösers magnetisch gesättigt ist.From the previously published documents on the German utility model 17 98 768 is an automatic switch known with a magnetic release, in which an immovable one consisting of an iron strip Body parallel to the air gap between the magnetic core and a directly hitting contact parts Plunger is located and thus forms a magnetic shunt to said air gap. However, the magnetic release does not have any further acting on the release lever of a switch lock Anchor on, and the iron strip is only used to transmit a sufficiently strong magnetic Stray field on the arc gap, which occurs when the contact parts open when switching off small direct currents is blown. The iron strip, in particular its cross-section, is therefore dimensioned in such a way that that it is certainly with currents noticeably below the response current of the magnetic release is magnetically saturated.

Ferner ist aus den vorveröffentlichten Unterlagen zum deutschen Gebrauchsmuster 18 40 006 ein Kurzschlußauslöser für einen Leistungsschalter bzw. für einen Leitungsschutzschalter bekannt, welcher zwei Tauchanker aufweist, die beide mit einer einzigen, gemeinsamen Erregerspule zusammenwirken und von denen der eine auf die Klinke eines Schaltschlosses und der andere auf einen beweglichen Kontaktteil einwirkt. Es ist jedoch überhaupt kein magnetischer Nebenschluß zum Arbeitsluftspalt einer der beiden Tauchanker vorgesehen, sondern die zeitlich richtige Aufeinanderfolge des Entklinkens des Schaltschlosses und des Auf schlagens des beweglichen Kontaktteiles wird durch zwei Federn bewirkt. Jede dieser beiden Federn wirkt auf einen einzigen der beiden Tauchanker entgegen der auf ihn ausgeübten Magnetkraft. Beide Federn müssen in sehr aufwendiger Weise aufeinander abgestimmt werden. Außerdem ist eine hohe Amperewindungszahl zum Ansprechen des Kurzschlußauslösers erforderlich, da die Größe des einzigen zwischen den beiden Tauchankern befindlichen Luftspaltes durch die Summe der Arbeitswege der beiden Tauchanker gegeben ist.Furthermore, from the previously published documents on the German utility model 18 40 006, a short-circuit release known for a circuit breaker or for a circuit breaker, which two Has plunger armature, which both interact with a single, common excitation coil and of which one on the latch of a switch lock and the other on a movable contact part acts. However, there is absolutely no magnetic shunt to the working air gap of any of the two plungers provided, but the correct timing of the unlocking of the switch lock and the hitting of the movable contact part is caused by two springs. Any of these both springs acts on a single one of the two plunger armatures against the magnetic force exerted on it. Both springs have to be coordinated with one another in a very complex manner. Also is a high number of ampere-turns required for the short-circuit release to respond, since the size of the single air gap between the two plungers due to the sum of the work paths of the two plunger anchors is given.

Weiterhin ist aus den vorveröffentlichten Unterlagen zum deutschen Gebrauchsmuster 19 47 578 ein Auslösemagnet für einen elektrischen Selbstschalter bekannt, der einen einzigen auf den Auslösemechanismus des Selbstschalters stößelartig einwirkenden Tauchanker aufweist. Dieser Tauchanker ist in einem koaxial zum Tauchanker angeordneten hülsenförmigen Magnetflußführungsteil geführt. Das Magnetflußführungsteil bildet einen den Arbeitsluftspalt des Tauchankers teilweise überbrückenden magnetischen Nebenschluß, durch den die Auslösezeit des Selbstschalters verkürzt werden soll. Der bekannte Auslösemagnet weist überhaupt keinen zweiten, auf einen beweglichen Kontaktteil einwirkenden und damit zu einer Strombegrenzung führenden Anker und schon gar nicht einen zum Arbeitsluftspalt eines solchen Ankers parallelen magnetischen Nebenschluß auf.Furthermore, from the previously published documents on the German utility model 19 47 578 Trigger magnet for an electrical self-switch known, which has a single on the trigger mechanism of the self-switch has plunger-like acting plunger armature. This diving anchor is in one guided sleeve-shaped magnetic flux guide part arranged coaxially with the plunger armature. The magnetic flux guide part forms a magnetic that partially bridges the working air gap of the plunger Shunt by which the tripping time of the self-switch is to be shortened. The well-known trigger magnet does not have any second, and thus, acting on a movable contact part a current limiter leading armature and certainly not one to the working air gap of such Armature's parallel magnetic shunt.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to the drawing of exemplary embodiments. Show it

F i g. 1 und 2 Ausführungsformen von Magnetauslösern eines erfindungsgemäßen Selbstschalters,F i g. 1 and 2 embodiments of magnetic releases a circuit breaker according to the invention,

Fi g. 3 und 4 magnetische Ersatzschaltbilder zu den Magnetauslösern nach den Fi g. 1 und 2,Fi g. 3 and 4 magnetic equivalent circuit diagrams for the magnetic releases according to Fi g. 1 and 2,

F i g. 5 den Verlauf der magnetischen Induktion in den Luftspalten der Anker der Magnetauslöser nach den Fig. 1 und 2,F i g. 5 shows the course of the magnetic induction in the air gaps of the armature of the magnetic release Figs. 1 and 2,

F i g. 6 den Kraftverlauf an den Ankern der Magnetauslöser nach den F i g. 1 und 2,F i g. 6 shows the force curve at the armatures of the magnetic release according to FIGS. 1 and 2,

Fig. 7 und 8 eine andere Ausführungsform von Magnetauslösern eines erfindungsgemäßen Selbstschalters, 7 and 8 show another embodiment of magnetic releases of a self-switch according to the invention,

Fig. 9 und 10 magnetische Ersatzschaltbilder zu den Magnetauslösern nach den F i g. 7 und 8,9 and 10 magnetic equivalent circuit diagrams for the magnetic releases according to FIGS. 7 and 8,

F i g. 11 den Verlauf der magnetischen Induktionen in den Luftspalten der Anker der Magnetauslöser nach den F i g. 7 und 8.F i g. 11 shows the course of the magnetic inductions in the air gaps of the armature of the magnetic release according to the F i g. 7 and 8.

F i g. 12 den Verlauf der Kräfte auf den Anker der Magnetauslöser nach den Fig. 7 und 8.F i g. 12 shows the course of the forces on the armature of the magnetic release according to FIGS. 7 and 8.

In den F i g. 1 und 2 sind Magnetauslöser mit einemIn the F i g. 1 and 2 are magnetic releases with a

aus Eisen bestehenden Magnetkern 1 dargestellt. Diese Magnetauslöser weisen ferner U-förmige Magnetjoche 2 aus magnetischem Werkstoff, z. B. Eisen auf, die eine magnetische Verbindung zwischen dem Magnetkern 1 und zwei Tauchankern 3 und 4 herstellen. Diese Tauchanker 3 und 4 sind koaxial ineinander verschachtelt. Sie sind beide koaxial zu einem Führungsrohr 6 aus nichtmagnetischem Werkstoff, z. B. Messing, in diesem Führungsrohr 6 angeordnet, in dem sich ferner koaxial zum Führungsrohr 6 der Magnetkern 1 befindet. Auf der äußeren Mantelfläche des Führungsrohrs 6 sitzt eine Erregerspule 5 des Magnetauslösers.Magnetic core 1 made of iron is shown. These magnetic releases also have U-shaped magnet yokes 2 made of magnetic material, e.g. B. iron, which establish a magnetic connection between the magnetic core 1 and two plunger anchors 3 and 4. These plungers 3 and 4 are nested coaxially one inside the other. They are both coaxial with a guide tube 6 made of non-magnetic material, e.g. B. brass, arranged in this guide tube 6, in which the magnetic core 1 is also located coaxially to the guide tube 6. An excitation coil 5 of the magnetic release sits on the outer surface of the guide tube 6.

Beim Magnetauslöser nach F i g. 1 ist der auf einen Entklinkungshebel 7 eines Schaltschlosses 8 einwirkende Tauchanker 3 innerhalb des als zylindrischer Tauchanker 4 ausgebildeten, unmittelbar auf einen beweglichen Kontaktteil 9 einwirkenden Schlagankers angeordnet. Beim Magnetauslöser nach F i g. 2 befin-With the magnetic release according to Fig. 1 is the one acting on a release lever 7 of a switch lock 8 Immersion anchor 3 within the designed as a cylindrical immersion anchor 4, directly on a movable contact part 9 acting impact armature arranged. With the magnetic release according to Fig. 2 is

ankers 3 größer wird. Θ ist die von der Erregerspule 5 ausgehende magnetische Erregung. In F i g. 3 und 4 sind die sehr kleinen, großflächigen Bewegungsluftspalte zwischen den Magnetjochen 2 und den beiden Tauchankern 3 und 4 nicht berücksichtigt, da sie das Verhalten der Magnetauslöser nach den Fig. 1 und 2 im Prinzip nicht beeinflussen.anchor 3 is getting bigger. Θ is the magnetic excitation emanating from the excitation coil 5. In Fig. 3 and 4, the very small, large-area movement air gaps between the magnet yokes 2 and the two plunger armatures 3 and 4 are not taken into account, since they do not in principle affect the behavior of the magnetic release according to FIGS. 1 and 2.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, ist bei ungesättigtem, durch den Tauchanker 3 gebildeten magnetischen Nebenschluß zum Arbeitsluftspalt d₂ zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4 der symbolische Schalter S₁ geschlossen und der symbolische Schalter S₂ geöffnet, d. h., bei ungesättigtem Eisen des Tauchankers 3 verläuft der durch die magnetische Erregung der Erregerspule 5 hervorgerufene Magnetfluß praktisch ausschließlich über den Arbeitsluftspalt O₁ zwischen dem Magnetkern 1 und dem auf den Entklinkungshebel 7 einwirkenden Tauchanker 3. Ist das Eisen des Tauchankers 3 und damit der magnetischeAs shown in FIG. 3 it can be seen, in the case of an unsaturated magnetic shunt formed by the plunger 3 to the working air gap d ₂ between the magnetic core 1 and the plunger 4, the symbolic switch S _{1 is} closed and the symbolic switch S _{2 is} open Magnetic flux caused by the magnetic excitation of the excitation coil 5 practically exclusively via the working _{air gap O 1} between the magnetic core 1 and the plunger 3 acting on the unlatching lever 7. The iron of the plunger 3 and thus the magnetic one

det sich der unmittelbar auf den beweglichen Kon- 20 Nebenschluß zum Arbeitsluftspalt <5₂ zwischen dem taktteil 9 einwirkende, als Tauchanker 4 ausgebildete Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4 magnetisch gesättigt, so gilt das magnetische Ersatzschaltbild nach F i g. 4, in dem der symbolische Schalter S₁ geöffnet und der symbolische Schalter S₂ geschlossen ist. Da-25 durch ist in Serie zum magnetischen Widerstand Rm(S₁) des Arbeitsluftspaltes zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 3 ein zusätzlicher magnetischer Widerstand Rm(O₂-S₁) in Serie geschaltet. Die Summe dieser beiden magnetischen Widerstände ent-30 spricht einem Luftspalt zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4, der querschnittsgleich mitIf the magnetic core 1, which acts as a plunger 4 and the plunger 4, acts directly on the movable connection to the working air gap <5 ₂ between the clock part 9 and the plunger 4, the magnetic equivalent circuit according to FIG. 1 applies. 4, in which the symbolic switch S _{1 is} open and the symbolic switch S _{2 is} closed. As a result, an additional magnetic resistance Rm (O ₂ -S ₁ ) is connected in series with the magnetic resistance Rm (S ₁ ) of the working air gap between the magnetic core 1 and the plunger 3. The sum of these two magnetic resistances corresponds to an air gap between the magnetic core 1 and the plunger 4, which has the same cross-section

Schlaganker innerhalb des als Hohlzylinder ausgeführten, auf den Entklinkungshebel 7 des Schaltschlosses 8 einwirkenden Tauchankers 3. Der Tauchanker 4 des Magnetauslösers nach F i g. 2 ist mit einem zum Führungsrohr 6 koaxialen Stößel Aa aus nichtmagnetischem Werkstoff versehen, der durch den als Hohlzylinder ausgeführten Magnetkern 1 geführt ist und der beim Ansprechen des Tauchankers 4 auf den beweglichen Kontaktteil 9 des Schutzschalters aufschlägt. In der Ruhestellung der beiden Anker der Magnetauslöser nach den F i g. 1 und 2 hat der Ausgangsluftspalt (Arbeitsluftspalt <5₂) zwischen dem Magnetkern 1 und dem unmittelbar auf den beweglichen Kontaktteil 9 einwirkenden Tauchanker 4 eine größere Länge als die Länge des Ausgangsluftspaltes (Arbeitsluftspalt O₁) zwischen dem Magnetkern 1 und dem auf den Entklinkungshebel 7 einwirkenden Tauchanker 3.Impact armature within the plunger armature 3, designed as a hollow cylinder and acting on the unlatching lever 7 of the switch lock 8. The plunger armature 4 of the magnetic release according to FIG. 2 is provided with a plunger Aa made of non-magnetic material, coaxial with the guide tube 6, which is guided through the magnetic core 1 designed as a hollow cylinder and which hits the movable contact part 9 of the circuit breaker when the plunger 4 responds. In the rest position of the two armatures, the magnetic release according to FIGS. 1 and 2, the output _{air gap (working air gap <5 2} ) between the magnetic core 1 and the plunger 4 acting directly on the movable contact part 9 is longer than the length of the output air gap (working air gap O ₁ ) between the magnetic core 1 and the one on the unlatching lever 7 acting immersion anchor 3.

Bei den Magnetauslösern nach den Fig. 1 und 2 wirkt der auf den Entklinkungshebel 7 des Schaltschlosses 8 einwirkende Tauchanker 3 als magnetischer Nebenschlußkörper, der parallel zum Arbeitsluftspalt δ₂ zwischen dem Magnetkern 1 und dem unmittelbar auf den beweglichen Kontaktteil einwirkenden Tauchanker 3 liegt. Dieser magnetische Nebenschlußkörper überbrückt den Arbeitsluftspalt zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4 und geht bei Über- bzw. Kurzschlußströmen, die die Erregerspule 5 durchfließen und die im Toleranzbereich des Ansprechstromes des Tauchankers 3 liegen, in magnetische Sättigung über.1 and 2, the plunger 3 acting on the unlatching lever 7 of the switch lock 8 acts as a magnetic shunt body, which lies parallel to the working air gap δ ₂ between the magnetic core 1 and the plunger 3 acting directly on the movable contact part. This magnetic bypass body bridges the working air gap between the magnet core 1 and the plunger 4 and goes into magnetic saturation in the event of overcurrent or short-circuit currents which flow through the excitation coil 5 and which are within the tolerance range of the response current of the plunger 3.

Bei magnetisch ungesättigtem, auf den Entklinkungshebel 7 wirksamen Tauchanker 3, d. h. bei ungesättigtem magnetischem Nebenschlußkörper am Arbeitsluftspalt <5₂, gilt für die Magnetauslöser nach den Fig. 1 und 2 das magnetische Ersatzschaltbild nach Fig. 3. Über symbolische SchalterSl und S2 sind die magnetischen Widerstände Rm(S₁) und Rm(S₂) der Ausgangsluftspalte (Arbeitsluftspalte) zwischen dem Magnetkern 1 einerseits und dem Tauchanker 3 bzw. dem Tauchanker 4 parallel geschaltet. Der im Zweig des magnetischen Widerstandes Rm(S₁) des Arbeitsluftspaltes zwischen dem Magnetkern 1 und dem dem Tauchanker 3 ist. Parallel zu diesen beiden in Serie geschalteten magnetischen Widerständen liegt wegen des geschlossenen symbolischen Schalters S₂ der magnetische Widerstand des Arbeitsluftspaltes zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4, der querschnittsgleich mit dem Tauchanker 4 ist und der die Ausgangslänge des Arbeitsluftspaltes O₂ hat. Im Falle der Fig. 1 ist der Querschnitt des Tauchankers 4, im Falle der F i g. 2 der Querschnitt des Tauchankers 3 ringförmig.In the case of a magnetically unsaturated plunger 3 acting on the unlatching lever 7, ie with an unsaturated magnetic shunt body at the working air gap <5 ₂ , the magnetic equivalent circuit diagram of FIG. 3 applies to the magnetic release according to FIGS. 1 and 2 Resistors Rm (S ₁ ) and Rm (S ₂ ) of the output air gaps (working air gaps) are connected in parallel between the magnetic core 1 on the one hand and the plunger 3 or the plunger 4. Which is in the branch of the magnetic resistance Rm (S ₁ ) of the working air gap between the magnetic core 1 and that of the plunger 3. _{Due to the closed symbolic switch S 2,} the magnetic resistance of the working air gap between the magnetic core 1 and the plunger 4, which has the same cross-section as the plunger 4 and which has the initial length of the working air gap O ₂ , is parallel to these two magnetic resistances connected in series. In the case of FIG. 1, the cross section of the plunger 4, in the case of FIG. 2 the cross section of the plunger 3 is annular.

In F i g. 5 ist die magnetische Induktion B₁ im Arbeitsluftspalt zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 3 und die magnetische Induktion B₂ im Arbeitsluftspalt zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4 der Magnetauslöser nach den F i g. 1 und 2 über dem Scheitelwert der magnetischen Erreregung § = w · 1 (Amperewindungen) aufgetragen (/ = Scheitelwert des Stromes). Zur Vereinfachung ist die zur Sättigung des Eisens der Tauchanker 3 und 4 erforderliche magnetische Erregung zu Null angenommen. Wie man erkennt, ist die Induktion B₂ im Arbeitsluftspalt zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4 so lange Null, wie das Eisen des Tauchankers 3 magnetisch ungesättigt ist. Erst bei magnetisch gesättigtem Eisen des Tauchankers 3 steigt die magnetische Induktion B₂ im Arbeitsluftspalt zwischen dem Magnetkern 1 und dem unmittelbar auf den beweglichen Kontaktteil 9 einwirkenden Tauchanker 4 an.In Fig. 5, the magnetic induction B ₁ in the working air gap between the magnetic core 1 and the plunger 3 and the magnetic induction B ₂ in the working air gap between the magnetic core 1 and the plunger 4 is the magnetic release according to FIGS. 1 and 2 plotted against the peak value of the magnetic excitation § = w · 1 (ampere turns) (/ = peak value of the current). For the sake of simplicity, the magnetic excitation required to saturate the iron of the plungers 3 and 4 is assumed to be zero. As can be seen, the induction B ₂ in the working air gap between the magnetic core 1 and the plunger 4 is zero as long as the iron of the plunger 3 is magnetically unsaturated. Only when the iron of the plunger 3 is magnetically saturated does the magnetic induction B ₂ rise in the working air gap between the magnetic core 1 and the plunger 4 acting directly on the movable contact part 9.

Wie F i g. 6 zeigt, in der die auf die Anker einwirkende Magnetkraft P über dem Scheitelwert der magnetischen Erregung § — w · i (Amperewindungen) aufgetragen ist, steigt dementsprechend die aufLike F i g. 6 shows, in which the magnetic force P acting on the armature is plotted against the peak value of the magnetic excitation § - w · i (ampere turns), the increases accordingly

Tauchanker 3 liegende symbolische Schalter Sl über- ⁶5 den dem Entklinkungshebel 7 zugeordneten Tauchbrückt einen magnetischen Widerstand Λλκ«2-*ι)' ^um anker 3 einwirkende Magnetkraft P₁ sehr schnellPlunger 3 lying symbolic switch Sl exceeds ⁶ 5 to the release lever 7 associated Tauchbrückt a magnetic resistance Λλκ "2 * ι) ^'to anchor 3 acting magnetic force P ₁ very quickly

des Tauch- quadratisch bis zur Sättigung des Eisens des Tauch-of the diving square to saturation of the iron of the diving

des Tauch- ankers 3 an und wächst anschließend nur noch mitof the diving anchor 3 and then only grows with it

den der magnetische Widerstand ^
ankers 3 bei magnetischer Sättigung 509512/325the magnetic resistance ^
anchor 3 at magnetic saturation 509512/325

ίοίο

geringem Anstieg linear mit wachsender magnetischer Erregung. Erst nach dem Sättigen des Eisens des Tauchankers 3 tritt auch eine Magnetkraft P₂ an dem unmittelbar auf den beweglichen Kontaktteil 9 einwirkenden Tauchanker 4 auf. Der Tauchanker 3 ist günstigerweise so bemessen, daß er beim Scheitelwert eines die Erregerspule S des Magnetauslösers durchfließenden Stromes, der im Toleranzbereich ΝΙγΙ-w des Ansprechstromes dieses Tauchankers 3 liegt, inslight increase linearly with increasing magnetic excitation. Only after the iron of the plunger 3 has been saturated does a magnetic force P _{2 also occur} on the plunger 4 acting directly on the movable contact part 9. The plunger 3 is conveniently dimensioned so that at the peak value of a current flowing through the excitation coil S of the magnetic release, which is in the tolerance range ΝΙγΙ-w of the response current of this plunger 3, in

dere den Vorteil, daß für den auf den Entklinkungshebel 7 einwirkenden Tauchanker 3 nur ein Luftspalt zum Magnetkern 1 erforderlich ist, der eine relativ kleine Länge hat. Diese Luftspaltlänge ist nur durch die geometrische Ausbildung des Schaltschlosses 8, d. h. durch den Auslöseweg des Klinkenhebels 7, bestimmt. Der Nennansprechstrom für den Selbstschalter braucht also nur eine magnetische Erregung aufzubringen, die durch den erforderlichen relativ klei-dere the advantage that for the unlatching lever 7 acting plunger 3 only an air gap to the magnetic core 1 is required, which is a relative has a small length. This air gap length is only due to the geometric design of the switch lock 8, d. H. determined by the release path of the ratchet lever 7. The rated response current for the circuit breaker only needs to apply a magnetic excitation, which is due to the relatively small

die magnetische Sättigung übergeht oder gerade ma- ίο nen Luftspalt zwischen dem Magnetkern 1 und dem gnetisch gesättigt ist. dem Entklinkungshebel7 zugeordneten Tauchanker 3the magnetic saturation passes or just creates an air gap between the magnetic core 1 and the is magnetically saturated. plunger 3 assigned to the unlatching lever 7

Wird die Erregerspule S des magnetischen Aus- und allenfalls noch durch die Entklinkungskraft des lösers nach den F i g. 1 und 2 von einem Kurzschluß- Schaltschlosses 8 bestimmt ist. Der Luftspalt zwischen strom in Höhe des Ansprechstromes des auf den Ent- dem Magnetkern 1 und dem unmittelbar auf den beklinkungshebel 7 des Schaltschlosses 8 einwirkenden 15 weglichen Kontaktteil 9 einwirkenden Schlaganker ist Tauchankers 3 durchflossen, so steigt, wie F i g. 6 für die Dimensionierung des Magnetauslösers in bezeigt, die auf den Tauchanker 3 einwirkende magne- zug auf den dem Entklinkungshebel 7 zugeordneten tische Kraft P₁ quadratisch an und bewirkt im allge- Tauchanker 3 völlig belanglos. Insbesondere kann meinen nach mehreren Halbwellen die Entklinkung dieser Luftspalt eine verhältnismäßig große Länge des Schaltschlosses. Tritt in der Erregerspule 5 ein 20 haben, so daß er nach einem großen Vorlaufweg mitIf the excitation coil S of the magnetic disengagement and possibly still by the unlatching force of the solver according to FIGS. 1 and 2 of a short-circuit switch lock 8 is determined. The air gap between the current at the level of the response current of the impact armature acting on the magnetic core 1 and the 15-way contact part 9 acting directly on the latching lever 7 of the switching mechanism 8 is traversed by the plunger armature 3, so increases, as F i g. 6 for the dimensioning of the magnetic release in FIG. 6 shows the magnetic tension acting on the plunger 3 on the table force P ₁ assigned to the unlatching lever 7 and causes the general plunger 3 to be completely irrelevant. In particular, after several half waves, the unlatching of this air gap can mean a relatively large length of the switching mechanism. Occurs in the excitation coil 5 have a 20, so that after a long lead with

sehr großer Wucht und Geschwindigkeit auf den beweglichen Kontaktteil 9 auf triff t und diesem eine sehr hohe Öffnungsgeschwindigkeit verleiht. Trotz des großen Luftspaltes zwischen dem Magnetkern 1 undvery great force and speed on the movable contact part 9 meets and this one very high opening speed. Despite the large air gap between the magnetic core 1 and

Dimensionierung des dem Entklinkungshebel 7 zugeordneten Entklinkungsteils des Magnetauslösers nach den F i g. 1 und 2 im Hinblick auf den AnsprechstromDimensioning of the unlatching part of the magnetic release assigned to the unlatching lever 7 the F i g. 1 and 2 with regard to the response current

Stromimpuls von der Dauer einer Wechselstromhalbwelle oder weniger auf, so wird durch den Stromanteil, der den Toleranzbereich N/]/2 ■ w des Ansprechstromes des Tauchankers 3 überschreitet, nurCurrent pulse of the duration of an alternating current half-wave or less, the current component which exceeds the tolerance range N /] / 2 ■ w of the response current of the plunger 3 is only

eine geringe Kraftsteigerung erreicht, die durch den 25 dem unmittelbar auf den beweglichen Kontaktteil 9 etwa linearen Anstieg der Kraft P₁ gegeben ist, so daß aufschlagenden Tauchanker 4 (Schlaganker) wird die die Entklinkung erst bei Stromimpulsen erfolgt, die
merklich höher als der Ansprechstrom des Entklinkungsankers sind. In beiden Entklinkungsfällen wirda small increase in force is achieved, which is given by the approximately linear increase in force P ₁ directly on the movable contact part 9, so that striking plunger armature 4 (impact armature) is only released when current pulses occur
are noticeably higher than the response current of the unlatching anchor. In both unlatching cases

das Schaltschloß 8 ausgelöst und der bewegliche Kon- 30 des Tauchankers 3 nicht beeinflußt. Ferner ist praktaktteil 9 in Richtung eines Pfeiles 9 a vom ortsfesten tisch keine Fesselung des unmittelbar auf den beweg-Kontaktteil 10 wegbewegt. Bei höheren Kurzschluß- * liehen Kontaktteil 9 einwirkenden Tauchankers 4 erströmen steigt nach der magnetischen Sättigung des forderlich, da an ihm erst eine Kraftwirkung auftritt, Eisens des Tauchankers 3, wie Fig. 6 zeigt, auch die wenn der die Erregerspule 5 durchfließende Strom auf den Tauchanker 4 ausgeübte Magnetkraft P₂ qua- 35 etwa den Wert des Ansprechstromes des Tauchdratisch an. Die Rückstellkraft einer relativ schwachen, nur fixierend wirkenden Feder 13 des Tauchankers 4 wird schnell überwunden, und der Tauchanker 4 wird unter Verringerung der Länge des Luftspaltes zwischen ihm und dem Magnetkern 1 immer 4°
mehr beschleunigt. Insbesondere bei diesen höheren
Kurzschlußströmen kann der Bewegungsablauf des
Tauchankers 4 vollkommen unabhängig von dem Bewegungsablauf des auf den Entklinkungshebel 7 einwirkenden Tauchankers 3 erfolgen. Beide Bewegungs- 45 kungshebel 7 zugeordneten Tauchankers 3 ergibt, ist ablaufe sind nur von der Größe der Magnetkraft und ein erfindungsgemäßer Selbstschalter sehr unempfindder zu beschleunigenden Masse abhängig, und bei lieh gegen kurze Stromimpulse, z. B. Einschaltwesentlich über dem Ansprechstrom liegenden hohen impulse, und daher ohne Reduzierung der Nenn-Kurzschlußströmen ist es durchaus zulässig und sogar Strombelastung besonders geeignet als Schutzschalter erwünscht, daß bei entsprechender Abstimmung von 5° von Glüh- oder Leuchtstofflampengruppen, kapazi-Magnetkräften und Ankermassen der als Schlaganker tiven Stromkreisen u. dgl. Diese Eigenschaft ist auch wirkende Tauchanker 4 den vom Schaltschloß 8 be- besonders wichtig für die Reihenschaltung von instätigbaren beweglichen Kontaktteil 9 unmittelbar öff- besondere strombegrenzenden Leistungsschaltern. net, bevor das Schaltschloß 8 entklinkt ist. Da auch Tritt hinter dem nachgeordneten strombegrenzenden auf den dem Entklinkungshebel 7 zugeordneten 55 Leistungsschalter ein Kurzschluß auf, so wird dieser Tauchanker 3 eine steigende Kraft einwirkt, erfolgt in nachgeordnete Leistungsschalter in einer Zeit kleiner einem solchen Falle die Entklinkung des Schalt- als die Halbperiode des Wechselstromes ausschalten Schlosses in Bruchteilen einer Millisekunde nach der und den unbeeinflußten Kurzschlußstrom in seiner Kontaktöffnung durch den Tauchanker 4, ohne daß Höhe begrenzen, so daß nur ein einzelner Stromes zu einem Pumpen des Tauchankers 4 auf den vom 60 impuls auf den Magnetauslöser des übergeordnetenthe switch lock 8 triggered and the movable Kon- 30 of the plunger 3 is not affected. Furthermore, practical part 9 is moved in the direction of an arrow 9 a from the stationary table no shackling of the moving contact part 10 directly. At higher short-circuit * borrowed contact part 9 acting plunger armature 4 rises after the magnetic saturation of the necessary, since a force only occurs on it, iron of the plunger armature 3, as shown in FIG Immersion armature 4 exerted magnetic force P ₂ qua- 35 approximately the value of the response current of the Tauchdratisch. The restoring force of a relatively weak, only fixing acting spring 13 of the plunger 4 is quickly overcome, and the plunger 4 is always 4 ° while reducing the length of the air gap between it and the magnetic core 1
more accelerated. Especially with these higher ones
Short-circuit currents can affect the sequence of movements of the
Immersion anchor 4 take place completely independently of the sequence of movements of the immersion anchor 3 acting on the unlatching lever 7. Both movement 45 kungshebels 7 associated plunger 3 results, expires are only dependent on the size of the magnetic force and an inventive self-switch very insensitive to accelerated mass, and borrowed against short current pulses, z. B. switch-on substantially above the response current high pulses, and therefore without reducing the nominal short-circuit currents, it is quite permissible and even a current load particularly suitable as a circuit breaker desired that with appropriate coordination of 5 ° of incandescent or fluorescent lamp groups, capacitive magnetic forces and armature masses electrical circuits acting as impact armatures and the like. This property is also the plunger armature 4 acting by the switch lock 8, particularly important for the series connection of non-actuatable movable contact part 9, particularly current-limiting circuit breakers. net before the key switch 8 is unlatched. Since a short-circuit occurs behind the downstream current-limiting circuit breaker assigned to the unlatching lever 7, this plunger 3 will be subjected to an increasing force, the unlatching of the switching than the half cycle of the alternating current takes place in the downstream circuit breaker in a time shorter than this switch off the lock in a fraction of a millisecond after the and the unaffected short-circuit current in its contact opening through the plunger 4, without limiting the height, so that only a single current to a pumping of the plunger 4 on the 60 impulse on the magnetic trigger of the parent

ankers 3 erreicht hat. Im allgemeinen wird man jedoch die schwache Feder 13 vorsehen, die den Tauchanker 4 in der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausgangslage fixiert.anchor has reached 3. In general, however, the weak spring 13 will be provided which holds the plunger 4 in the in the F i g. 1 and 2 fixed starting position shown.

Da nach F i g. 6 bei den Ansprechstrom des Tauchankers 3 übersteigenden Strömen in der Erregerspule 5 sich entsprechend dem etwa linearen Ast der Kurve der Kraft- nur eine ziemlich geringe Erhöhung der Kraftbeaufschlagung des dem Entklin-Since according to FIG. 6 in the case of currents in the excitation coil exceeding the response current of the plunger 3 5, corresponding to the roughly linear branch of the curve of the force, there is only a rather small increase the application of force to the declining

Schaltschloß nicht freigegebenen beweglichen Kontaktteil 9 kommt. Die bei hohen Kurzschlußströmen . so erfolgende schnelle öffnung der Kontaktstrecke bewirkt in Verbindung mit einer hinreichend hohen Lichtbogenspannung die Strombegrenzung und damit das hohe Schaltvermögen.Switching lock not released movable contact part 9 comes. The one with high short-circuit currents. the resulting rapid opening of the contact path in conjunction with a sufficiently high one Arc voltage, the current limitation and thus the high switching capacity.

Ein erfindungsgemäßer Selbstschalter mit einem Magnetauslöser nach den Fig. 1 und 2 hat insbeson-An inventive self switch with a magnetic release according to FIGS. 1 and 2 has in particular

Leistungsschalters einwirkt. Ist dieser übergeordnete Leistungsschalter ein Selbstschalter gemäß der Erfindung, so ist er auf diesen einzelnen Stromimpuls wesentlich unempfindlicher als bekannte Selbstschalter und löst daher erst bei wesentlich höheren unbeeinflußten Kurzschlußströmen als bekannte Selbstschalter aus, so daß also eine wesentliche Steigerung der Selektivität erreicht ist.Circuit breaker acts. If this higher-level circuit breaker is a circuit breaker according to the invention, so it is much more insensitive to this single current pulse than known automatic switches and therefore only triggers at significantly higher unaffected short-circuit currents than known circuit breakers off, so that a substantial increase in selectivity is achieved.

11 1211 12

Die gleichen Vorteile hat ein erfindungsgemäßer gesättigtem Hohlzylinder 15 bzw. Zapfen Ib geSelbstschalter mit Magnetauslösern nach den Fig. 7 schlossen und bei magnetisch gesättigtem Hohlzylin- und 8. Beim Magnetauslöser nach F i g. 7 ist der ma- der 15 bzw. Zapfen 1 b geöffnet ist, ist der Luftspalt gnetische Nebenschluß durch einen unbeweglichen, zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4 im Magnetkreis des Magnetauslösers liegenden Kör- 5 bei magnetisch ungesättigtem Hohlzylinder 15 bzw. per aus magnetischem Werkstoff gebildet. Dieser Kör- Zapfen 1 b zunächst nicht wirksam, d. h., der symboper aus magnetischem Werkstoff besteht aus einem lische Schalter^ ist geschlossen. Lediglich der Ar-Hohlzylinder 15, der an einer Stirnfläche in den Ma- beitsluftspalt O₁ zwischen dem Klappanker 3 α und gnetkern 1 des Magnetauslösers übergeht. In diesem dem Magnetkern 1 ist wirksam. Wie Fig. 10 zeigt, ist Hohlzylinder 15 ist der über den nichtmagnetischen io der symbolische Schalter JS₁ bei magnetisch gesättig-Stößel4a unmittelbar am beweglichen Kontaktteil 9 tem Hohlzylinder 15 bzw. Zapfen Ib geöffnet, und einwirkende ebenfalls zylinderförmige Tauchanker 4 der magnetische Widerstand des Arbeitsluftspaltes <5₂ aus magnetischem Werkstoff angeordnet. Der Hohl- zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4 zylinder 15 überbrückt als magnetischer Nebenschluß ist in Serie zum magnetischen Widerstand des Arbeitsvollständig den Arbeitsluftspalt <5₂ zwischen dem 15 luftspaltes O₁ zwischen dem Klappanker 3 α bzw. Tauchanker 4 und dem Magnetkern 1. Die Erreger- Platte 3 ft und dem Magnetkern 1 geschaltet,
spule 5 sitzt auf dem Magnetkern 1 und dem Hohl- Wie Fig. 11 zeigt, in der die Induktion B₁ im Luftzylinder 15. An einem abgewinkelten Magnetjoch 2 spalt zwischen dem Klappanker 3 α bzw. der Platte ist ein Klappanker 3 α angebracht, der auf den Ent- 3 b und dem Magnetkern 1 und die Induktion B₂ im klinkungshebel 7 des Schaltschlosses 8 einwirkt und 20 Luftspalt zwischen dem Tauchanker 4 und dem Mader sich gegenüber der Polfläche la des Magnet- gnetkern 1 über dem Scheitelwert der magnetischen kerns 1 befindet. Der Stößel 4 a ist konzentrisch durch Erregung © = w · ί (Amperewindungen) für die Maden Magnetkern 1 geführt. Der Magnetkern 1 mit gnetauslöser nach den F i g. 7 und 8 aufgetragen ist, dem Hohlzylinder 15, das Magnetjoch 2 und der ist der Anstieg der Induktion B₁ im Luftspalt zwischen Klappanker 3 α bilden einen geschlossenen Magnet- 25 dem Klappanker 3 α bzw. der Platte 3 b und dem Makreis. Dem Klappanker 3 α ist eine Rückstellfeder 14 gnetkern 1 nur durch die Länge dieses Luftspaltes zugeordnet, während der Tauchanker 4 eine schwache gegeben. Die magnetische Sättigung des Eisens im Feder 13 aufweist, die ihn in der in Fig. 7 dargestell- Hohlzylinder 15 bzw. im Zapfen 1 δ ist durch das ten Ausgangslage fixiert. Der Hohlzylinder 15 ist so Flächenverhältnis (F₁-F₂)ZF₁ gegeben, das für die bemessen, daß er beim Scheitelwert eines die Erreger- 30 Fi g. 11 zu etwa 1: 2 angenommen wurde und in dem Wicklung 5 durchfließenden Stromes im Toleranz- F₁ die Querschnittsfläche des Magnetkerns 1 und F₂ bereich des Ansprechstromes des Klappankers 3 a die Querschnittsfläche des Tauchankers 4 ist. Daher gerade magnetisch gesättigt ist. erhält der Induktionsverlauf im Luftspalt zwischenA saturated hollow cylinder 15 or pin Ib according to the invention has the same advantages. 7 is the MA is 15 and pin 1 is opened b, the air gap-magnetic shunt by a stationary, between the magnetic core 1 and the plunger 4 in the magnetic circuit of the magnetic release lying pERSonal 5 for magnetically unsaturated hollow cylinder 15 or by magnetic Material formed. This body pin 1 b is initially not effective, that is, the symboper made of magnetic material consists of a lische switch ^ is closed. Only the Ar hollow cylinder 15, which merges at one end face into the working air gap O ₁ between the hinged armature 3 α and the gnet core 1 of the magnetic release. In this the magnetic core 1 is effective. As Fig. 10 shows, the hollow cylinder 15 is opened via the non-magnetic io of the symbolic switch JS ₁ with magnetically saturated plunger 4a directly on the movable contact part 9 system hollow cylinder 15 or pin Ib , and also acting cylindrical plunger 4 the magnetic resistance of the working air gap <5 ₂ arranged from magnetic material. The hollow cylinder 15 bridged between the magnetic core 1 and the plunger 4 as a magnetic shunt is in series with the magnetic resistance of the work completely the working _{air gap <5 2} between the 15 air gap O ₁ between the hinged armature 3 α or plunger 4 and the magnetic core 1. The exciter plate 3 ft and the magnetic core 1 connected,
coil 5 sits on the magnetic core 1 and the hollow As Fig. 11 shows, in which the induction B ₁ in the air cylinder 15. At an angled magnet yoke 2 gap between the hinged armature 3 α and the plate is a hinged armature 3 α attached acts on the Ent- 3 b and the magnetic core 1 and the induction B ₂ in the latch lever 7 of the switching mechanism 8 and 20 air gap between the plunger 4 and the Mader is opposite the pole face la of the magnetic gnetkern 1 above the peak value of the magnetic core 1 . The plunger 4 a is concentrically guided by excitation © = w · ί (ampere turns) for the maggot magnetic core 1. The magnetic core 1 with gnetauslöser according to the F i g. 7 and 8 is applied, the hollow cylinder 15, the magnet yoke 2 and the increase in induction B ₁ in the air gap between the hinged armature 3 α form a closed magnet 25 the hinged armature 3 α or the plate 3 b and the macro circle. The hinged armature 3 α is a return spring 14 gnetkern 1 assigned only by the length of this air gap, while the plunger 4 is a weak one. The magnetic saturation of the iron in the spring 13, which it in the illustrated in Fig. 7 hollow cylinder 15 or in the pin 1 δ is fixed by the th starting position. The hollow cylinder 15 is given an area ratio (F ₁ -F ₂ ) ZF ₁ , which is dimensioned for the fact that at the peak value of one of the exciter 30 Fi g. 11 was assumed to be about 1: 2 and in the current flowing through the winding 5 within the tolerance F ₁ the cross-sectional area of the magnet core 1 and F ₂ area of the response current of the hinged armature 3 a is the cross-sectional area of the plunger 4. Therefore it is just magnetically saturated. the induction process is maintained in the air gap between

Der Magnetauslöser nach F i g. 8 weist einen Ma- dem Klappanker 3 a bzw. der Platte 3 b und demThe magnetic release according to FIG. 8 has a thread the hinged anchor 3 a or the plate 3 b and the

gnetkern 1 mit einem an einer Stirnfläche befindlichen 35 Magnetkern 1 einen Knick, wenn in ihm durch einenGnetkern 1 with a located on one end face 35 magnetic core 1 a kink when in it by a

Zapfen 1 ft auf, die beide aus magnetischem Werkstoff die Erregerspule 5 durchfließenden Strom eine ma-Pin 1 ft on, both of magnetic material, the excitation coil 5 flowing current a ma

bestehen. Der auf den Entklinkungshebel 7 des gnetische Induktion erzeugt wird, die bei etwa 50%exist. Which is generated on the unlocking lever 7 of the magnetic induction, which is at about 50%

Schaltschlosses 8 einwirkende Anker besteht aus einer der Sättigungsinduktion liegt. Erst ab diesem StromSwitching mechanism 8 acting armature consists of a saturation induction. Only from this current onwards

in einer Führung 16 geführten Platte 3 b aus magne- tritt ein Induktionsanstieg für die Induktion B₂ imIn a guide 16 guided plate 3 b made of magnet occurs an induction increase for the induction B ₂ im

tischem Werkstoff, die mit einer Rückstellfeder 14 40 Arbeitsluftspalt δ₂ zwischen dem Magnetkern 1 undtable material with a return spring 14 40 working air gap δ ₂ between the magnetic core 1 and

versehen ist. Die Erregerspule 5 sitzt auf einem Iso- dem Tauchanker 4 auf.is provided. The excitation coil 5 rests on an insulating plunger 4.

lierstoffzylinder6, in dem koaxial der Magnetkern 1 Fig. 12 zeigt aufgetragen über dem Scheitelwert und der Zapfen 1 δ angeordnet sind. Die Erreger- der magnetischen Erregung § = w · 1 (Amperewinspule 5 ist durch eine ringförmige Scheibe 17 aus un- düngen) den hieraus resultierenden Verlauf der auf magnetischem Werkstoff in einem aus einem Doppel- 45 den Klappanker 3 a bzw. die Platte 3 b und den winkel bestehenden Magnetjoch 2 fixiert. Der unmit- Tauchanker 4 ausgeübten Kräfte P₁ und P₂. Der Totelbar auf den beweglichen Kontaktteil 9 einwirkende leranzbereich ΝΙγϊ · w für den die Erregerspule 5 Anker ist als Tauchanker 4 ausgeführt, der koaxial durchfließenden Ansprechstrom des Klappankers 3 a in dem Isolierstoffzylinder 6 angeordnet ist und der liegt hier etwa im Bereich des Knicks der Kurve der eine zentrale koaxiale Bohrung 4 b zur Aufnahme des 50 Kraft P₁ für den auf den Entklinkungshebel 7 des Zapfens Ib aufweist. Dieser unbewegliche Zapfen 1 b Schaltschlosses 8 einwirkenden Klappanker 3 a. Hierbildet einen magnetischen Nebenschluß zum Luftspalt durch ist gewährleistet, daß auf den unmittelbar auf zwischen dem Magnetkern 1 und dem Tauchanker 4. den beweglichen Kontaktteil 9 einwirkenden Tauch-Der Luftspalt zwischen dem Zapfen 1 b und dem anker 4 erst eine Magnetkraft ausgeübt wird, wenn Tauchanker 4 hat einen großen Querschnitt und 55 bei kleinen Überlast- oder Kurzschlußströmen der kleine Länge. Der Zapfen Ib ist vorteilhafterweise so Toleranzbereich des Ansprechstromes des Klappbemessen, daß er beim Scheitelwert eines die Erre- ankers 3 a überschritten ist.lierstoffylinders6, in which the magnetic core 1, Fig. 12 shows, plotted over the peak value and the pin 1 δ are arranged coaxially. The excitation of the magnetic excitation § = w · 1 (Amperewin coil 5 is made of fertilizer by an annular disk 17) the resulting course of the magnetic material in a double armature 3 a or the plate 3 b and fixed the angled magnet yoke 2. _{The forces P 1} and P ₂ exerted by the immersion anchor 4 . The tolerance range ΝΙγϊw acting on the movable contact part 9 for which the excitation coil 5 armature is designed as a plunger armature 4, the coaxially flowing response current of the hinged armature 3 a is arranged in the insulating material cylinder 6 and is approximately in the area of the kink of the curve in FIG has a central coaxial bore 4 b for receiving the 50 force P ₁ for the unlocking lever 7 of the pin Ib . This immobile pin 1 b switch lock 8 acting hinged armature 3 a. This creates a magnetic shunt to the air gap by ensuring that a magnetic force is only exerted on the immersion-The air gap between the pin 1 b and the armature 4, which acts directly on the movable contact part 9 between the magnetic core 1 and the plunger 4 4 has a large cross-section and 55 for small overload or short-circuit currents of small length. The pin Ib is advantageously such a tolerance range of the response current of the hinged dimension that it is exceeded at the peak value of one of the exciters 3a.

gerspule 5 durchfließenden Stromes im Toleranzbe- Beim Magnetauslöser eines erfindungsgemäßengerspule 5 flowing through the current in the tolerance range

reich des Ansprechstromes des durch die Platte 3 b Selbstschalters kann der zum Luftspalt zwischen demrich of the response current through the plate 3 b circuit breaker can lead to the air gap between the

gebildeten Ankers gerade magnetisch gesättigt ist. 60 Magnetkern und dem unmittelbar auf den beweg-formed anchor is just magnetically saturated. 60 magnetic core and the directly on the moving

Wie das magnetische Ersatzschaltbild nach F i g. 9 liehen Kontaktteil einwirkenden Anker parallelzeigt, in dem Θ die von der Erregerspule 5 ausgehende liegende magnetische Nebenschluß auch durch einen magnetische Erregung, Rm(S₂) der magnetische Wider- unbeweglichen Hohlzylinder aus magnetischem Werkstand des Luftspaltes zwischen dem Magnetkern 1 stoff gebildet sein, in dem an einem Ende der Magnet- und dem Tauchanker 4, R-Mfa) der magnetische Wi- 65 kern und am anderen Ende der auf den beweglichen derstand des Luftspaltes zwischen der Platte 3 b bzw. Kontaktteil unmittelbar einwirkende Anker angeorddem Klappanker 3 a und dem Magnetkern 1 und S₁ net ist. Zwischen dem Magnetkern und dem Hohlein symbolischer Schalter ist, der bei magnetisch un- zylinder kann sich eine Zwischenlage aus unmagneti-Like the magnetic equivalent circuit according to FIG. 9 borrowed contact part shows acting armature in parallel, in which Θ the lying magnetic shunt emanating from the excitation coil 5 also be formed by a magnetic excitation, Rm (S ₂ ) the magnetic resisting immovable hollow cylinder made of the magnetic material of the air gap between the magnetic core 1, in which at one end of the magnet and the plunger 4, R-Mfa) the magnetic wi- 65 kern and at the other end of the on the movable position of the air gap between the plate 3 b or contact part directly acting armature angeorddem hinged armature 3 a and the Magnetic core 1 and S ₁ net. There is a symbolic switch between the magnetic core and the hollow.

schem Werkstoff befinden. Durch Ausdrehen eines Teiles des Magnetkerns an der Stirnfläche, die dem auf den Entklinkungshebel des Schaltschlosses einwirkenden Anker gegenüberliegt, kann für einen Teil dieser Stirnfläche die Länge des Luftspaltes zwischenShem material are located. By unscrewing part of the magnetic core on the face that the on the unlatching lever of the switching mechanism acting armature opposite, can for a part this end face the length of the air gap between

dem auf den Entklinkungshebel einwirkenden Anker und dem Magnetkern vergrößert und dadurch der Induktionsverlauf und die Magnetkraft variiert werden, die auf den dem Entklinkungshebel zugeordneten Anker ausgeübt wird.the armature acting on the unlatching lever and the magnetic core are enlarged and thereby the Induction curve and the magnetic force can be varied, which is assigned to the unlocking lever Anchor is exercised.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1.Switches, in particular circuit breakers, with a switch lock and a magnetic release, of the two together with their working air gaps in a common one, a magnetic core with an excitation coil and in particular a magnetic circuit containing a magnetic yoke of this magnetic release has armature lying on it, of which the first is on one release lever of the switch mechanism and the second one acts on a movable contact part, characterized in that parallel to the working air gap (<5 2) of the second the armature acting on the moving contact part (plunger armature 4) is a magnetic shunt which bridges this working air gap (<5 2) at least partially magnetically.

2. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the magnetic shunt is dimensioned so that at the peak value of one of the excitation coil (5) of the magnetic release flowing through it, within the tolerance range of the response current of the first armature (plunger 3 , Hinged armature 3 a, plate 3 b) of the magnetic release current passes into magnetic saturation or is just magnetically saturated.

3. circuit breaker according to claim 1, characterized in that the magnetic shunt by the first armature acting on the unlocking lever (7) of the switching mechanism (8) (Immersion anchor 3) is formed (F i g. 1 and 2).

4. Circuit breaker according to claim 1 or 3, characterized in that the output working air gap of the second armature (plunger 4) acting on the movable contact part (9) is greater than the output working air gap of the first armature acting on the unlatching lever (7) of the switching mechanism (8) ( Immersion anchor 3, hinged anchor 3 a, plate 3 b) is.

5. Automatic switch according to claim 1, characterized in that both the first, on the Unlatching lever (7) of the switch lock (8) acting, as well as the second, on the movable one Contact part (9) acting armatures are designed as plunger armatures (3, 4) (FIGS. 1 and 2).

6. Automatic switch according to claim 5, characterized in that a plunger (3, 4) is coaxial is connected to the other plunger (4, 3) and that both plungers (3, 4) coaxial to the Magnetic core (1) of the magnetic release are arranged (F i g. 1 and 2).

7. Circuit breaker according to claim 1, characterized in that the magnetic shunt is formed from magnetic material by an immovable body (hollow cylinder 15; pin Ib) located in the magnetic circuit of the magnetic release (F i g. 7 and 8).

8. circuit breaker according to claim 7, characterized in that the magnetic shunt immovable body forming an elongated hollow body, in particular a hollow cylinder (15) in which the plunger (4) designed as a moving contact part (9) acting second armature is arranged and either on one end face in the magnetic core

(1) of the magnetic release passes (Fig. 7) or in which this magnetic core (1) is located.

9. circuit breaker according to claim 7, characterized in that the magnetic shunt forming, immovable body is an elongated, to the magnetic core (1) coaxial pin (1 b) which is located on an end face of the magnetic core (1) and in a to the magnet core (1) coaxial bore in the armature designed as a plunger (4) and acting on the movable contact part (9) engages (Fig. 8).

10. Automatic switch according to claim 1, characterized in that the first armature acting on the unlocking lever (7) of the switching mechanism (8) is a hinged armature (3 a) or a plate (3 b) and the second acting on the movable contact part (9) Anchor is a diving anchor (4) (Fig. 7 and 8).

11. Circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that three poles each with a movable contact part (9) and one on this contact part (9) acting armature (plunger 4) and for each of the three poles a separate magnetic release with one of the Working air gap (ö 2) of the armature (plunger 4) associated with the movable contact part (9) are provided, that a single switch lock is also provided and that the armature of the three magnetic releases acting on the unlocking lever of this switch lock is connected to a common restraint device are coupled.