专利名称：用于保护开关的触发器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种依据权利要求I前序部分所述的用于保护开关的触发器。
背景技术：
已公知如下用于保护开关的触发器，其中在线圈内部能运动地引导衔铁。如果线圈内部的电流通量超过预先给定的短路电流通量，那么衔铁会基于占支配地位的电磁力由触发器内加速而出。进一步的结果例如设置，运动的衔铁解锁开关锁。这种触发器可以基于衔铁的高的加速，不仅解锁开关锁，而且此外还特意加速开关锁的部件，由此在正确转换的情况下可以实现相关的保护开关的开关触点的快速断开。 这种触发器不利的是，其只在非常高电流的情况下、例如短路时可靠地动作。在也被称为过载电流的、短的但过高的电流的情况下，以这种触发器不能可靠地触发，尤其在出现了这种过载电流的情况下设置，这种过载电流允许无阻碍地流过通过相关政策所预先给定的持续时间，并且在该持续时间超出之后才应进行保护开关的触发，该持续时间又依赖于过电流的大小。所公知的保护开关通常具有两种不同的触发器，其中，为短路情况所设的触发器如前面描述的那样构造有导体环和可运动的衔铁，并且其中，为过载情况所设的单独触发器通常通过所谓的双金属触发器形成。在双金属触发器中，将双金属元件直接和/或间接地通过电气线路的电阻造成的废热加热，并且通过双金属元件的弯曲同样地解锁开关锁。因此是电热的触发器。如下情况对这种已公知的带有两种不同的触发器的保护开关是不利的，即，必须设置、加工和安装两种无关的组件。尤其通过应用双金属元件基于所要求的半成品产生巨大的成本。通过使用双金属元件，这种保护开关必须一个个地校准。在此，需要将相关的保护开关真实地断开触点的条件分别地检查，并且必要时在开关设备上手动改变设置。在保护开关的情形下首要的是，这种调准只能在消耗很大的条件下实现。此外，这种保护开关基于所应用的双金属的或者说附加的间接加热的需要的高电阻而造成巨大的功耗。此外，这种保护开关具有在很大程度上依赖于环境温度的过电流触发行为，所述环境温度直接影响到双金属的弯曲。为了在高环境温度的国家中、例如在中东和/或在热带中使用时阻止不是通过电气故障所引发的触发，为这些国家需要专门地调准保护开关。
发明内容
因此本发明的任务是提供一种开头所述种类的、借助其能够避免所述缺点的触发器，借助该触发器不仅在短路情况下而且在过流情况下都能发生触发，并且借助该触发器过电流触发会发生的更准确并且与温度无关，并且该触发器实现了高的开关能力和简单的自动化加工。依据本发明，所述任务通过权利要求I的特征实现。
由此，只借助唯一的触发器不仅在过载时而且在短路时能可靠地发生依据规定的触发。由此，在放弃单独的过电流触发器的情况下能形成唯一的触发器，该触发器能安装在为了常规的电磁触发器所设计的保护开关中，而不需要为此在保护开关上进行其他的结构改造。由此，可以放弃为制造这种保护开关的壳体而制造新的工具、如注塑模具。通过放弃双金属触发器能使整个触发装置的功耗明显降低。此外，在此方面未改动的保护开关壳体内部能由此腾出空间应用于另外的组件。因此能装入例如具有用于提高开关能力的大触点间隙的触点装置和/或大的灭弧室。此外，依据本发明的触发器具有与环境温度无关的过电流触发行为。此外，这种触发器能简单自动化地制造，并且无需接下来的个别调准，由此加工过程能明显地简化，并且在触发中存在高的精度。在依据本发明的触发器中，在触发情况中总是两个分衔铁均运动，由此，在大质量的基础上可以获得大的冲量，该冲量可以作用到开关锁上。由此，借助于这种触发器，可以将开关设备内部的断开过程加速。因此，断开过程不仅依赖于开关锁的弹簧力。这种触发器具有高的开关能力，并且能不只在过零点断开相关保护开关的开关触点。
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从属权利要求涉及本发明的其他有利设计方案。要强调的是，为此参引权利要求的说法，由此，将权利要求在这点上通过参引而接合到说明书中并且被认为是语言上的复述。
本发明将参考附图进一步说明，在这些附图中示例性地仅示出优选的实施方式。在此图I示出在已拿去上部壳体外罩的情况下具有依据本发明的触发器的优选实施方式的保护开关；图2以处于第一工作情况中的截面图的方式示出依据图I的触发器；图3以缩小的视图示出依据图2的视图；图4以处于第二工作情况中的截面图示出依据图2的触发器；图5以处于第三工作情况中的截面图示出依据图2的触发器；图6以处于第四工作情况中的截面图示出依据图2的触发器；图7以处于第五工作情况中的截面图示出依据图2的触发器。
具体实施例方式图I至图7分别示出用于保护开关2的触发器I的特别优选的实施方式。其中触发器I具有线圈3，其中，触发管4以能沿触发方向5运动的方式至少区域式地支承在线圈3内部，其中，布置在线圈3外部的第一分衔铁6与触发管4固定地连接，并且其中，将以能运动的方式受支承的第二分衔铁7和液体布置在触发管4内部。由此能只借助唯一的触发器I可靠地不仅在过载时而且在短路时实现依据规定的触发。由此能在放弃单独的过电流触发器的情况下形成唯一的触发器1，该触发器能安装在设置用于常规的电磁触发器的保护开关2中，而不需要为此在保护开关上进行其它结构的改造。由此对于制造这种保护开关2的壳体可以放弃制造新的工具、如注塑模具。通过放弃双金属触发器，整个触发装置的功耗能够明显下降。此外，在其它方面未改动的保护开关壳体内部的由此腾出的空间能应用于另外的组件。因此可以例如为了提高开关能力装入具有大触点间隙的触点装置和/或大的灭弧室。此外，依据本发明的触发器具有与环境温度无关的过电流触发行为。此外，这种触发器I能简单地自动化地制造，并且无需接下来的个别调准，由此生产过程能明显地简化，并且在触发中存在高精度。在依据本发明的触发器I中在触发情况下总是两个分衔铁6、7均运动，由此在高的质量的基础上可以获得高的冲量，该冲量可以作用到开关锁24上。由此借助这种触发器I可以将开关设备2内部的断开过程加速。因此断开过程不仅依赖于开关锁24的弹簧力。这种触发器I具有高的开关能力，并且不只能在电流的过零点断开相关的保护开关的开关触点18、21。
如开头已经说明的，在图I至图7中所示出的触发器I涉及特别优选的代表性的发明的实施方式。接下来相对各个特征将相对依据图I至图7的优选实施方式的结构上的备选进行描述。在此，在代表性的发明范畴内的各个所描述的技术特征的组合是有意的。触发器I被理解为电子机械的设备，这种设备在出现一定的预先给定的电的条件时引发预先确定的机械过程。通过该机械过程能引发开关设备的开关触点18、21的机械断开。相关的预先给定的电的条件尤其涉及到经过触发器I的电流通量的水平或者说强度，以及电流的持续时间。将能预先给定的机械过程的执行称为触发器I的触发，或者简称为触发。依据本发明的触发器I设置应用于保护开关2中。保护开关2涉及具有开关触点
18、21的开关设备，该开关设备是为此设置和构造的，即，在一定的预先给定的电的状态下断开开关触点18、21并且以上述方式阻止通过开关设备的电流通量。特别优选地在所谓的线路保护开关中设置触发器I。但该触发器也可以设置给在故障电流保护开关和/或功率保护开关中使用。接下来描述用于在线路保护开关中使用的触发器I。通常，将触发器I设计用于一定的运行条件，为了这些一定的运行条件设计和允许了相关的保护开关2。这些涉及的运行条件包括线圈3中的电流的界限值以及在界限值达到和/或超过时的行为。在代表性的情况下，将直至其不应发生触发的界限称为非触发电流。该非触发电流与当地规定有关，例如是额定电流强度的I. 13倍。此外，定义一超出该界限的范围，其中，在此范围内部的电流的情况下不应进行直接触发，而应在能预先给定的持续时间流逝之后才进行触发，该持续时间依赖于出现的电流的实际水平。实际出现的电流越高，则在电流出现与触发之间允许流逝的持续时间越短。在此，基本上模仿由熔断保险装置所公知的时间响应。将该范围中的电流称为过电流或过载电流，类似地将这种过电流的出现称为过载情况。在此，过载电流的下界限通过非触发电流来定义。当出现非常高的电流、所谓的短路电流时，在所谓的短路情况下设置，触发器基本上立即，因此以最小可能的时间延迟触发。在常见的家庭安装布置中，典型的短路电流达到几千安培的数值。相应的电流强度，以及相应的时间响应在相关的国家内或者说国际的规范中进行了规定，如OV I K IEC中。优选地设置，依据本发明的触发器I是保护开关2的整体的组成部分。但也可以设置，将触发器I构造为与保护开关2独立的组件的部分，该独立的组件与开关设备功能性地联接，以便能预先给定地引发相关开关设备的开关触点18、21的断开。为此设置有触发器I的由电流流经的线圈3，所述电流代表的是在电的安装环境中占主导地位的电流，所述电的安装环境应该受或就是受触发器监控。优选设置，线圈3由实际地出现在相关的安装环境中的电流流经。在保护开关中优选使用依据本发明的触发器I的情况下优选设置，将线圈至少间接地与保护开关2的输入端子22和输出端子23以电路技术连接，并且线圈以这种方式形成通过保护开关2的电流路径的一部分。但也可以设置，线圈3在除主电流支路外的并行的旁路电流支路中布置在保护开关2里面或上面。线圈3由传导的金属线、尤其是能预先给定截面积的铜线制成，并具有能预先给定的匝数以及通过这些匝所形成的开口。金属线的截面积基本上依赖于额定电流强度。匝的种类和数量以及线圈3的几何尺寸依赖于其他的参数，在其他的地方会探讨这些参数。优选设置，线圈3构造为基本上呈柱体形的线圈3。因此，线圈3的各个层彼此并排地以如下方式进行缠绕，即，以这种方式所形成的开口基本 上具有柱体形的形状。在此优选设置，线圈3只具有一层，如其也由图I至图7可以见到的那样。但也能设置不同地构造的线圈3。如已经说明的，线圈3构造有开口。将在开口区域内相对布置的线圈匝之间的区域称为线圈3的内部区域。优选地，线圈3在基本无磁性的或顺磁性的、优选由塑料制成的线圈承载件20上布置或缠绕，或者说这样的线圈承载件布置在线圈3的内部。依据代表性的发明的优选的构造方式设置，线圈3至少区域式地由轭8围绕，由此可以有目的地引导磁场线。特别优选设置，将轭8构造为包括铁磁材料的呈U型弯板件，该弯板件从三面围绕线圈3。在此可以设置，轭8至少具有一个打通部，以便实现触发器I的其他组件的通过。对全部的实施方式来说可以确定，轭8不必须是触发器I的整体的组成部分，而是在本发明的范畴内也可以设置与触发器I的其他组件本体上独立地布置方式。例如可以设置，通过相应的金属件达成轭8的功能，这些金属件在保护开关2内绕触发器I周围地布置，但这些金属件不作为组件与触发器I的其他部件连接。触发器具有所谓的触发管4。触发管4设置用于在触发情况下基于电磁力进行运动，并借助此运动引发保护开关2的触发。优选地触发管4构造为无磁性或顺磁性的。尤其地，触发管4构造成无磁性的金属管、如黄铜管。优选地，触发管4的两端液密地封闭。为了基于电磁力(如其他地方所说明的那样)进行运动，设置触发管4与其他构造元件连接。触发管4区域式地布置在线圈3内部。在此，本说明区域式地涉及触发管4的纵向区域。因此触发管4就其长度(其也可称为触发管长度)的第一部分布置在线圈3内部，其中，触发管4的另外的部分布置在线圈3的外部。特别优选设置，在线圈3的两侧，触发管4的区域伸出或凸出超过线圈3。触发管4以能运动的方式支承在线圈3内部，其中，至少在触发方向5上给出可运动性。将如下的方向称为触发方向5，在该方向上提供在触发情况下的触发管4的运动。在此优选设置，触发方向5平行于尤其柱体形的线圈3的纵向延伸地延伸。触发方向上的运动优选为线性运动。在依据图I至图7的触发器I的优选的实施方式中设置，触发管4在线圈承载件20的略微较大的中心开口中纵向可移动地支承。为了预先给定触发管4在触发器I内部的或关于触发器I的限定的定位，优选设置，触发管4具有止档件15。依据带有轭8的触发器I的特别优选的实施方式，在改进方案中设置，止档件15与轭8配合作用，以预先给定第一静止定位10。由此，可以将整个触发器I简单地作为封闭的组件进行加工。如果触发器I不具有轭，则可以设置，止档件与线圈承载件20或线圈3配合作用。为此备选地优选设置，为了预先给定触发管4的限定的定位，与触发管4固定连接的第一分衔铁6在将触发器装入保护开关中时贴靠在保护开关的壳体部分上。为了触发保护开关2可以设置，触发管4撞击并以这种方式加速开关锁24的部件，或触发管4拉动开关锁24的部件，以便将该开关锁进行解锁。为此可以例如设置，将呈勾形的突起与触发管4连接。这两种方式在代表性的触发器I中可以转换。优选的，并且如这些附图中所示出的那样，将触发管4构造为触发杵16，该触发杵在背离第一分衔铁6的端部上具有触发突起17，该触发突起例如通过具有突起的罩形成。由此，存在对保护开关2中存在的间距的简单调适可能性。
设置第一分衔铁6与触发管4固定连接。在此，第一分衔铁6构造为包括铁磁材料。第一分衔铁6至少区域式地布置在线圈3外部，其中，依据优选的实施方式设置，第一分衔铁基本上布置在线圈3外部。“线圈3外部”的说明标称的是第一分衔铁6的如下布置方式和结构设计，在所述布置方式和结构设计中将第一分衔铁基本完全地或至少区域式地尤其沿线圈3的纵向延伸布置在线圈3外部。在此，但也可以设置侧面地在线圈3外部的布置方式。尤其设置，只要在线圈3中流过的电流具有的电流强度小于非触发电流强度，就将可自行运动的第一分衔铁6大部分地布置在线圈外部。将如下方式的第一分衔铁6的构造方式，即，第一分衔铁在触发器I触发时或在触发过程的时间段中区域式地布置在线圈3内部，但其余的时间或在其余的工作情况期间布置在线圈3外部，看做在线圈3外部布置的第一分衔铁6。优选设置，将第一分衔铁6通过第一弹簧9朝第一静止定位10从线圈3离开地加载。由此可以获得第一分衔铁6的限定的定位，进而也可以获得与该第一分衔铁固定连接的触发管4的限定的定位。通过预先给定第一弹簧9的弹簧力尤其可以影响短路电流，这里在短路电流出现时的电流水平应实现短路触发。可以设置将第一弹簧9构造为压力弹簧、转动弹簧或构造为拉力弹簧。在此，可以例如在构造时设置为拉力弹簧，该拉力弹簧将第一分衔铁6与保护开关2的一部分连接。优选设置，将第一弹簧9构造为压力弹簧。由此实现整个触发器I没有敏感的伸出部件的特别简单和紧凑的构形，该触发器可以作为整体简单地自动化地进行加工。优选设置，将压力弹簧布置在线圈体20的支座(Widerlager)与第一分衔铁6的突起之间。优选设置，第一分衔铁6具有垂直于触发方向5呈板状延伸的区域11。第一弹簧9可以支撑在该呈板状的区域11上。特别有利的是第一分衔铁6的这种呈板状区域11考虑到了磁场线的聚束。在图2至图7中上述的呈板状区域11可以很良好地辨别。如所示出的那样优选地设置，将呈板状区域11与其余的第一分衔铁6 —体式构造。在此，呈板状区域11以垂直于线圈3以及触发管4的纵向延伸的方式延伸。呈板状区域11可以在其几何形状和/或其底面方面不同地构造。优选设置，将第一分衔铁6构造为旋转对称体，并且因此呈板状区域11也具有呈圆形的底面。这尤其关于加工消耗是有利的。但也可以设置，呈板状区域11具有长方形的或正方形的底面。这关于相对呈U状的轭8的布置方式是特别有利的。优选设置，呈板状区域11基本上具有轭8的展开度。在此，就展开度而言，在把呈板状区域11构造成具有圆圈形底面时设置呈板状区域11的直径相应于轭8的宽度。在把呈板状区域11构造成具有长方形底面时优选设置呈板状区域基本上具有轭8对着呈板状区域11布置的部分的尺寸。通过将呈板状区域11的尺寸与轭8的尺寸进行调适，可以在该区域中特别有利地构造磁性关系。在触发管4内部布置有第二分衔铁7和液体。在此，将第二分衔铁7能运动地支承在触发管4内部。优选设置，触发管4及其内部空间基本具有呈圆形截面。优选进一步设置，第二分衔铁7也基本具有呈圆形截面。为此设置，第二分衔铁7在可预先给定的并且通过线圈3所产生的电磁力作用的影响下在触发管4内部能运动或被运动。由此，第二分衔铁7可以到达线圈3的区域中并且局部地影响磁场线的通量。第二分衔铁7这里优选构造为包括铁磁材料。优选设置，第二分衔铁7具有与空心空间14基本正好相反且相比略微较小的截面。触发器I的功能和第二分衔铁7的运动在稍后的地方根据图2至图7进行阐释。
此外，在触发管4内部布置有液体。优选设置，使触发管4的整个生成的空心空间14基本完全由液体充满。在此，将在触发管4内部的整个未被另外的代表性的构件、尤其未被第二分衔铁7和尚待描述的第二弹簧12占据的空间称为生成的空心空间14。为此设置，液体缓冲但不阻止第二分衔铁7在触发管4内部的运动。该液体具有能预先给定的粘度。通过就其粘度选择液体，可以限定并以预先给定的方式来影响对第二分衔铁7在触发管4内部的运动的缓冲。优选设置，液体是液压流体。关于液体的粘度，这里例如通过选择不同的液体可以尤其影响触发器在过载情况下的特性、特别是时间响应。依据其他未示出的代表性的发明的实施方式设置，通过第二分衔铁7的造型影响该第二分衔铁的通过液体产生的缓冲。因此可以通过流体动力学的造型，低地保持对在液体内部的运动的缓冲，并且可以在此外相同的液体性质和电磁结构的情况下通过有棱的造型(如图所示)获得高的缓冲。此外可以设置，第二分衔铁7在侧面或者说外壳面具有能预先给定的通道数量，通过这些通道可以进一步影响通过液体所产生的缓冲。在此，缓冲可以通过这些通道而降低。为了获得关于触发器I的工作处境的自由度、对于抖动的不敏感性、以及在触发情况与触发器重新接通能力之间的短的时间，优选设置，在触发管4中布置第二弹簧12，该第二弹簧12朝第二静止定位13加载第二分衔铁7。在此，该第二弹簧12可以例如构造为拉力弹簧或者压力弹簧。通过预先给定第二弹簧12的弹簧力可以尤其影响非触发电流，这里电流强度的界限从其被超越开始应该实现过载触发。优选设置，将第二弹簧12构造为压力弹簧，并布置在触发管4的配属给第一分衔铁6的区域与第二分衔铁7之间，由此，简单的结构上的转换受到支持。由此，可以此外比使用拉力弹簧支持更好的准确的对第二静止定位的维持。第二分衔铁在该关联中优选地并如图2至图7所示具有凸缘，螺旋压力弹簧贴靠在凸缘上。备选于将第一弹簧9以及第二弹簧12构造为金属弹簧，可以设置各种另外的器件，例如弹性体元件和/或充气的容器，以便使第一分衔铁6及第二分衔铁7朝相应的静止定位去地受负载。图2和图3示出触发器I的相同视图，其中，该触发器处在所谓的第一工作情况，在第一该工作情况中线圈3要么没有加载电流，要么通过线圈的电流通量低于预先给定的过载电流通量。在此，第一分衔铁6布置在它的第一静止定位中，并且第二分衔铁7布置在第二静止定位中。很容易分辨，在此第二分衔铁7最大程度地处在线圈3外部。优选设置，线圈长度、触发管长度及第二分衔铁7的长度以如下方式构造，即，使得第二分衔铁7在布置在第二静止定位13中时基本布置在线圈3外部。特别优选设置，第二分衔铁7在该定位中，以第二分衔铁7的长度的至少50%、尤其地至少60%、优选地至少70%、最好至少80%地布置在线圈3外部。在此，长度说明总是涉及触发管的纵向延伸或者说触发方向。尤其此外设置，以如下方式构造线圈长度、第一分衔铁6和第二分衔铁7的长度，即，在第二分衔铁7以在依据过载电流通量通过线圈3的电流通量下通过线圈3所产生的并作用到第二分衔铁7上的电磁力与相反作用的第二弹簧的弹簧力大小相等的方式布置在线圈3内部时，将第一分衔铁6贴靠在第二分衔铁7上。由此可以达到，在应该引发触发器I的触发的最小流过电流时，第二分衔铁7最晚在如下时间点，即，在该时间点中第二分衔铁不经受进一步的加速，与第一分衔铁6实现贴靠并且以这种方式在该点上闭合磁路。
随后依据图2至图7描述代表性的触发器I的功能。在此，图2和图3虽然制图大小不同但示出相同视图，而其它的图4至图7分别示出不同的工作状态或工作情况。图2或图3示出处在第一工作情况中的触发器1，在线圈3中要么没有电流流过，要么有预先给定允许的电流流过，所述电流低于非触发电流且低于预先给定的过载电流通量。这是在其中不应触发的状态。第一分衔铁6在第一静止定位中与线圈3和轭8间隔地布置。第二分衔铁7布置在第二静止定位中，在该第二静止定位中第二分衔铁7最大程度地处在线圈3外部。必要时流过线圈3的电流产生电磁力，该电磁力尽力使不仅第一分衔铁6还有第二分衔铁7由它们的静止定位中朝线圈3的方向去地运动。但是在该工作情况下所涉及的电磁力太小不足以引发两个分衔铁6、7之一的运动，从而在该工作情况中不发生触发。作用到第一分衔铁6上的除了电磁力还有与该电磁力相反的第一弹簧9的弹簧力。作用到第二分衔铁7上的除了电磁力还有与该电磁力相反的第二弹簧12的弹簧力以及液体内部的流动阻力。基本可以以此出发，S卩，代表性的所观察的力，至少在作为特别优选的所观察的实施方式中，都在同一作用线上作用。因此允许将所涉及的力简单相加和/或相减。在较复杂的机械布置方式中或者说各个力的作用线不再一致时，通过应用公知的力学的、尤其是静力学的、运动学的和/或动力学的求解方法如矢量计算、在一坐标系中开列平衡条件和/或应用达朗贝尔原理(Satz von d’Alembert),来求解所描述的和随后所描述的静态和/或动态条件，被认为属于一般专业知识的范畴。所给出的力关系涉及其到第一分衔铁6和/或第二分衔铁7的作用，这些分衔铁根据占主导地位的并且所说明的力关系的不同在一定的状态下保持静止或被运动。基于第一分衔铁6和/或第二分衔铁7在触发方向上的优选的运动优选设置，重要的力分别为沿触发方向作用的力分量。优选设置，将线圈3、轭8、第一弹簧9,第一分衔铁6、第二弹簧12、液体和第二分衔铁7如下地构造，S卩，在线圈3中的电流通量小于预先给定的过载电流通量时第二弹簧12作用到第二分衔铁7上的弹力以及液体内部的流动阻力大于作用到第二分衔铁7上的电磁力，并且作用到第一分衔铁6上的电磁力小于第一弹簧9的弹簧力。作用到第一分衔铁6和/或第二分衔铁7上的电磁力可以大小不等，虽然追溯到相同的原因。不仅对于第一分衔铁6而且对于第二分衔铁7所提及的特征都涉及如下所提及的状态，即，线圈3中的电流通量小于预先给定的过载电流通量。随着线圈3中电流通量的提高通过该线圈所引发的电磁作用也提高，进而作用到第一分衔铁6和第二分衔铁7上的电磁力也提高。在此，各个部件的、尤其是第一分衔铁6和第二分衔铁7的进一步的行为依赖于线圈中流过的电流的大小，这里依赖于现在流过的电流是否是过载电流或是短路电流，过载电流无论如何允许流过一定持续时间。图4至图6示出处在各个不同的工作情况中的触发器1，这些工作情况在过电流持续出现时通过触发器I相继地采取。由依据图3的第一工作情况开始，其中，第二分衔铁7处在第二静止定位中，线圈3中流过过载电流。由此，相比于第一工作情况所提高的电磁力超过第二弹簧12作用到第二分衔铁7上的弹簧力以及液体内部的流动阻力，由此第二分衔铁7由它的第二静止定位起开始运动，并向线圈3的方向运动。同时，作用到第一分衔铁6的电磁力还不够使第一分衔铁6向线圈3的方向运动。第一弹簧9的弹簧力使第一分衔铁6继续停留在它的第一静止定位中。图4示出该工作情况的快照。基于触发管4内部的液·体缓冲，第二分衔铁7的运动在时间上放慢地进行。如前面说明过，这里优选设置，将线圈3、轭8、第二弹簧12、液体和第二分衔铁7如下地构造，即，在线圈3中的电流通量大于预先给定的过载电流通量时第二弹簧12作用到第二分衔铁7上的弹簧力以及液体内部的流动阻力小于作用到第二分衔铁7上的电磁力。由此出现了前面说明过的到第二分衔铁7上的、在持续的作用下导致第二分衔铁7运动的力作用。图5示出在第三工作情况中的触发器I。在通过线圈3所产生的电磁力的继续主导的作用下，第二分衔铁7 (由图4开始)进一步向第一分衔铁6的方向运动，并且依据图5的视图处在线圈3内部。在此，线圈3的内部空间基本上由第二分衔铁7占据。第二分衔铁7为了从第二静置定位运动到线圈3内部定位中需要的持续时间除了与代表性说明的触发器I的设计外只与线圈3内的电流通量有关，但是该触发器的设计在触发器I运行中不可再被改变。电流通量越高，第二分衔铁7运动得越快。通过第二分衔铁7的定位改变，触发器I的磁路也改变。图5示出触发器I即将触发前的快照。通过第二分衔铁7布置在线圈3内部，出现了磁场线在该区域中通过第一分衔铁6和第二件衔铁7的引导。优选设置，在该工作情况下第一分衔铁6贴靠在第二分衔铁7上。这里优选设置，第一分衔铁6和第二分衔铁7以如下方式构造，即，使得在这些分衔铁之间的空隙在代表性的工作情况中能接近零。以上方式的构造尤其涉及关于两个分衔铁6、7的长度，以及涉及用于安放经压缩的第二弹簧12的相应长的空间的设置。第二弹簧12也能例如容纳在第二分衔铁7的内部。在磁路中的已经很小的空隙具有对磁通量的明显的影响，并且导致磁通量的减少。通过对如下磁系统的调准能支持特别的跳跃式的或者说突然的触发，在所述磁系统中在两个分衔铁6、7之间的空隙消失时力才足够使触发管4运动。在依据图5的状态中现在作用到第一分衔铁6上的电磁力超过了第一弹簧9的弹簧力，由此，将第一分衔铁6且与该第一分衔铁一起将触发管4朝线圈3或者说触发方向5上加速，并且转换到依据图6的状态中。这里优选设置，将线圈3、轭8、第一分衔铁6、第二分衔铁7和第一弹簧9以如下方式构造，即，在线圈3内的电流通量大于预先给定的过载电流通量时，并且在紧接着第一分衔铁6布置第二分衔铁7时，作用到第一分衔铁6上的电磁力大于第一弹簧9的弹簧力。由此能够形成过电流触发器，在该过电流触发器中能简单地将所要求的触发时间根据过载电流的水平的不同进行转换，并且该过电流触发器在短路情况下能提供高的冲击冲量。从依据图3的所谓第一工作情况出发，在短路电流出现时的代表性的触发器I的行为与在过载电流出现时的不同。一旦线圈3中流过高于预先给定的短路电流的电流，那么通过线圈3所产生的电磁力足够克服第一弹簧9的弹簧力，并且足够使第一分衔铁6带着所联接的触发管4运动。尽管电磁力在该情况中也尽力使第二分衔铁7运动，该第二分衔铁基于液体的缓冲作用和电磁力作用的短的持续时间而基本上停留在第二静止定位中，该电磁力通过触发器I的成功触发和通常与之关联的穿过线圈3的电流通量的中断而消失。尤其能基于液体的和第二弹簧的缓冲特性以及第二分衔铁的惯性达到，在触发管4突然运动期间使它们停留在它们相对触发管4的定位中。由此，触发管4以及两个分衔铁6、7的全部质量能有助于产生高的冲击冲量。由此能够将强大的作用施加到开关锁24上。 这里优选设置，将线圈3、轭8、第一分衔铁6和第一弹簧9以如下方式构造，即，在线圈3内的电流通量大于预先给定的短路电流通量时，作用到第一分衔铁6上的电磁力大于第一弹簧9的弹簧力。概括的，在依据本发明的触发器的唯一作为特别优选被示出的实施方式中优选设置，将线圈3、轭8、第一弹簧9、第一分衔铁6、第二弹簧12、液体和第二分衔铁7以如下方式构造，即-在线圈3中的电流通量小于预先给定的过载电流通量时，第二弹簧12作用到第二分衔铁7上的弹簧力以及在液体内部的流动阻力大于作用到第二分衔铁7上的电磁力，并且作用到第一分衔铁6上的电磁力小于第一弹簧9的弹力，并且-在线圈3中的电流通量大于预先给定的过载电流通量时，第二弹簧12作用到第二分衔铁7上的弹簧力以及在液体内部的流动阻力小于作用到第二分衔铁7上的电磁力，并且-在线圈3中的电流通量大于预先给定的短路电流通量时，作用到第一分衔铁6上的电磁力大于第一弹簧9的弹簧力，并且-在线圈3中的电流通量大于预先给定的过载电流通量时，并且在紧接着第一分衔铁6布置第二分衔铁7时，作用到第一分衔铁6上的电磁力大于第一弹簧9的弹簧力。如前面多次说明的那样，要求将线圈3和/或轭8和/或第一弹簧9和/或第一分衔铁6和/或第二弹簧12和/或液体和/或第二分衔铁7相应地构造，以便满足一定的前面限定的条件。本代表性的实施是技术上的操作指导，该操作指导使本领域技术人员能够完全地转换本代表性的发明。尽管由此出发，本领域技术人员清楚应该或者说可以将各个组件的哪些特征在前面的说明的意义中为了获得所提及的特征而进行改变，但是随后还是要对各个组件进行陈述，该陈述不是对在本代表性的发明转换的框架内已经证明为特别有利的影响可能性的最终的列举。线圈3的作用能通过其几何形状和首要地通过其匝数改变。
轭8的作用能通过其几何形状和材料选择受影响。第一弹簧9和第二弹簧12的作用能通过弹簧常数和匝数受影响。第一分衔铁6的作用能通过造型、尤其通过侧向于线圈纵向延伸取向的呈板状区域的展开度，以及通过材料的磁性特性受影响。液体的作用能通过关于液体粘度地选择液体而受影响，其中，可以考虑其他的方面，例如重要特征的长时间稳定性、以及不同温度下的液体特性、抗冻性或高的蒸汽压。第二分衔铁7的作用能除了关于磁性特性地选择材料之外，首要地通过几何形状的造型受影响。通过流体动力学的造型，能影响例如对第二分衔铁7在液体中的运动的缓冲作用。此外，第一分衔铁6和第二分衔铁7的结构上如下方式的设计方案 能被证实为有利的，即，使两个分衔铁如图5和图6所示那样基本上直接彼此贴靠成为可能。另外，如在图I中所示那样，本代表性的发明包括带有代表性的触发器I的保护开关2。为了在保护开关中简化地布置触发器I可以设置，在触发器I处进一步布置保护开关2的触点装置的至少一个部件。在图I至图7中所示的触发器I上固定有称为固定触点承载件19的金属带(Metallstreifen),该金属带承载了与壳体固定的电的开关触点18,并且该金属带在本代表性的实施中能识别地通过固定触点承载件19的所希望的造型形成了所谓的电弧通过段(Lichtbogenlaufstrecke)。在此设置，(如在图2至图7的截面图中未示出的那样)线圈3与固定触点承载件19电传导地连接。图I示出作为保护开关2的示例性的或者说优选的实施方式的线路保护开关。在此，开关触点18、21在已断开位置中，其中另外能很好地识别开关锁24，该开关锁相对触发杵16布置。在此，触发器I以如下方式布置在保护开关2中，S卩，触发管4在沿触发方向5运动时触发开关锁24。另外，相关的保护开关2不具有其他的触发器。尤其的，保护开关2不具有单独构建的过电流触发器，首要地不具有双金属元件。保护开关的开关锁24以如下方式构造，即，为了断开开关触点该开关锁执行一定的运动。在本发明的改进方案中设置，触发器在依据图I的保护开关2的情况下相对保护开关2的开关锁24以如下方式布置，即，在触发情况下触发管4撞向开关锁24的部件，并且以该方式将开关锁24的部件沿支持开关触点断开的方向加速。由此，可以将断路过程或者说开关触点的分离过程加速。由此，与公知的零点灭弧器(Nullpunktloschern)相反，能够不依赖于各个占主导地位的电流幅度地、强制进行开关触点的分离。随后，描述依据本发明的触发器的两个其它的实施方式，但是这两个实施方式未在图中示出。依据触发器I的特别简单的实施方式设置，触发器既没有第一弹簧9也没有第二弹簧12。这种触发器I只设置使用于如下一定的工作处境，其中，第二分衔铁7指向地面或指向引力中心地布置。备选的，也可以设置使用在带有预先给定的离心加速装置、例如离心机或自转动的空间站的环境中，其中，将第二分衔铁7在所述情况下通过离心加速装置保持在其位直中。设置将触发管4通过箔或纸在触发器I内部保持在其位置中。在此，箔能例如在触发突起17处包围触发管。在此，箔以如下方式构造，即，该箔足够强，能够将触发管在不应该发生触发的情况下(见相关的前面的阐释)固定保持在触发器I中，并且该箔在触发情况下能由触发管4击穿。备选地也可以设置，将第一分衔铁借助撕裂绳(Abrei β faden)确保在其位置中。在此，撕裂绳能例如固定在开关设备的壳体部件上。由此，能提供特别简单的各个用于过载触发以及短路触发的触发器1，该触发器具有对工作处境的轻微的限制，只能执行唯一一次触发。这在如下的电气设备保护方面尤其有利，在这些电气设备中应该阻止例如通过外行的人重新开始运行。带有这种触发器I的开关设备适于作为熔断保险装置的替代，并且相对熔断保险装置具有明显较精确的触发和少的老化的优点，因为触发特性在重复出现轻微的、但不导致触发的过电流之后不被改变。此外，这种开关设备具有提高的操作安全性，因为这种开关设备不能象常规的熔断保险装置那样那么容易地由外行的人“修补”。依据其他的实施方式设置，在触发管4内部布置有第二弹簧12，该第二弹簧也能称为触发管内弹簧。由此，触发器I能应用在不同的工作处境中，并且关于非触发电流的定义存在更大的自由度。其他的实施方式只具有所描述特征的一部分，其中，尤其也由各种已描述的实施 方式能够设置每种特征组合。
权利要求
1.用于保护开关(2)的触发器(1)，其中，所述触发器(I)具有线圈(3)，其中，触发管(4)以能沿触发方向(5)运动的方式区域式地支承在所述线圈(3)内部，其特征在于，至少区域式地布置在所述线圈(3 )外部的第一分衔铁(6 )与所述触发管(4 )固定地连接，并且在所述触发管(4)内部布置有以能运动的方式受支承的第二分衔铁(7)和液体。
2.根据权利要求I所述触发器(1)，其特征在于，所述线圈(3)至少区域式地由轭(8)围绕。
3.根据权利要求I或2所述触发器(1)，其特征在于，所述第一分衔铁(6)通过第一弹簧(9 )朝第一静止定位(10 )从所述线圈(3 )离开地受加载。
4.根据权利要求I至3之一所述触发器(I)，其特征在于，在所述触发管(4)中布置有第二弹簧(12)，所述第二弹簧将所述第二分衔铁(7)朝第二静止定位(13)加载，所述第二静止定位(13)相对所述第一分衔铁(6)布置。
5.根据权利要求3或4所述触发器(I)，其特征在于，所述第一弹簧(9)构造为压力弹簧。
6.根据权利要求I至5之一所述触发器(1)，其特征在于，所述第一分衔铁(6)具有垂直于触发方向呈板状延伸的区域(11)。
7.根据权利要求5所述触发器(I)，其特征在于，所述呈板状区域(11)基本上具有所述轭(8)的展开度。
8.根据权利要求4至7之一所述触发器(I)，其特征在于，所述第二弹簧(12)构造为压力弹簧，并且所述第二弹簧布置在所述触发管(4)的配属给所述第一分衔铁(6)的区域与所述第二分衔铁(7)之间。
9.根据权利要求I至8所述触发器(I)，其特征在于，所述触发管(4)的生成的空心空间(14)基本上完全地由液体充满。
10.根据权利要求I至9之一所述触发器(I)，其特征在于，所述触发管(4)具有止档件(15)。
11.根据权利要求10所述触发器(1)，其特征在于，所述止档件(15)与所述轭(8)配合作用，以预先给定所述第一静止定位(10)。
12.根据权利要求I至11之一所述触发器(1)，其特征在于，所述触发管(4)构造为触发杵(16)，所述触发杵在背离所述第一分衔铁(6)的端部上具有触发突起(17)。
13.根据权利要求I至12之一所述触发器(1)，其特征在于，线圈长度、触发管长度和所述第二分衔铁(7)的长度以如下方式构造，即，使得所述第二分衔铁(7)在布置在所述第二静止定位(13)中时，以所述第二分衔铁(7)的长度的至少50%、尤其至少60%、优选至少70%、最好至少80%布置在所述线圈(3)的外部。
14.根据权利要求4至13之一所述触发器(1)，其特征在于，所述线圈(3)、所述轭(8)、所述第一弹簧(9)、所述第一分衔铁(6)、所述第二弹簧(12)、所述液体和所述第二分衔铁(7)以如下方式构造，S卩，在所述线圈(3)中的电流通量小于预先给定的过载电流通量时，所述第二弹簧(12)作用到所述第二分衔铁(7)上的弹簧力以及在所述液体内部的流动阻力大于作用到所述第二分衔铁(7)上的电磁力，并且作用到所述第一分衔铁(6)上的电磁力小于所述第一弹簧(9)的弹簧力。
15.根据权利要求4至14之一所述触发器(1)，其特征在于，所述线圈(3)、所述轭(8)、所述第二弹簧(12)、所述液体和所述第二分衔铁(7)以如下方式构造，即，在所述线圈(3)中的电流通量大于预先给定的过载电流通量时，所述第二弹簧(12)作用到所述第二分衔铁(7)上的弹簧力以及在所述液体内部的流动阻力小于作用到所述第二分衔铁(7)上的电磁力。
16.根据权利要求4至15之一所述触发器(1)，其特征在于，所述线圈(3)、所述轭(8)、所述第一分衔铁(6)和所述第一弹簧(9)以如下方式构造，即，在所述线圈(3)内的电流通量大于预先给定的短路电流通量时，作用到所述第一分衔铁(6)上的电磁力大于所述第一弹黃(9)的弹黃力。
17.根据权利要求4至16之一所述触发器(1)，其特征在于，所述线圈(3)、所述轭(8)、所述第一分衔铁(6)、所述第二分衔铁(7)和所述第一弹簧(9)以如下方式构造，S卩，在所述线圈3中的电流通量大于预先给定的过载电流通量时，并且在第二分衔铁(7)紧接着所述第一分衔铁(6 )布置时,作用到所述第一分衔铁(6 )上的电磁力大于所述第一弹簧(9 )的弹簧力。
18.保护开关(2)、尤其是线路保护开关，带有根据权利要求I至17之一所述的触发器(I)。
19.根据权利要求18所述保护开关(2)，其特征在于，所述触发器和所述保护开关的开关锁以如下方式布置，即，在触发情况下所述触发管(4)撞击所述开关锁的部件，并且以这种方式沿支持开关触点断开的方向加速所述开关锁的部件。
全文摘要
本发明涉及一种用于保护开关的触发器。在这种用于保护开关(2)的触发器(1)中，触发器(1)具有线圈(3)，其中，触发管(4)以能沿触发方向(5)运动的方式区域式地支承在线圈(3)内部，在此建议至少区域式地布置在线圈(3)外部的第一分衔铁(6)与触发管(4)固定地连接，并且在触发管(4)内部布置有以能运动的方式受支承的第二分衔铁(7)和液体。
文档编号H01H71/34GK102956411SQ201210229148
公开日2013年3月6日 申请日期2012年7月3日 优先权日2011年8月12日
发明者恩斯特·哈默迈尔, 西格弗里德·辛德曼 申请人:伊顿产业(奥地利)有限公司