DE10013072B4

DE10013072B4 - Primary conductor arrangement for the conductor of an electromagnetic trip unit

Info

Publication number: DE10013072B4
Application number: DE2000113072
Authority: DE
Inventors: Zoltan Giday; Burkhard Hess; Carme Bonastre
Original assignee: AEG Niederspannungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: GE Consumer and Industrial GmbH
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2020-03-18
Also published as: DE10013072A1

Abstract

Primärleiteranordnung für den Stromleiter einer elektromagnetischen Auslöseeinheit mit einem Außenanschlusselement (4), einem Innenanschlusselement (1), einem den Außen- mit dem Innenanschlusselement verbindenden Primärleiter (2, 3) sowie mit einer den Primärleiter umgreifenden Spule (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Primärleiter (2, 3) einen zylindrischen Abschnitt (2) mit einem sich zu dem Außenanschlusselement (4) hin verbreitenden Endabschnitt (3) mit einer im wesentlichen der Geometrie des Spuleninneren (7) entsprechenden Form aufweist.Primary conductor arrangement for the Conductor of an electromagnetic trip unit with an external connection element (4), an inner terminal member (1), one with the outside the inner terminal connecting primary conductor (2, 3) and with a the primary conductor encompassing coil (5), characterized in that the primary conductor (2, 3) a cylindrical portion (2) with a to the outer terminal member (4) extending end portion (3) having a substantially having the geometry of the coil interior (7) corresponding shape.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Primärleiteranordnung für den Stromleiter einer elektromagnetischen Auslöseeinheit. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Primärleiteranordnung für den Stromleiter einer elektromagnetischen Auslöseeinheit in einem Überlastschalter.The The present invention relates to a primary conductor arrangement for the current conductor an electromagnetic trip unit. The invention particularly relates to a primary conductor arrangement for the Conductor of an electromagnetic trip unit in a circuit breaker.

Primärleiteranordnungen für den Stromleiter einer elektromagnetischen Auslöseeinheit, bzw. Transformatoreinheiten für die Pole der elektronischen Auslöseeinheit eines Überlastschalters sind verschiedentlich bekannt. Diese enthalten eine Primärsammelschiene bzw. einen Primärleiter, der die Transformatorspule durchsetzt und stabförmig mit einem kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist. Der Primärleiter wird als Stromleiter eingesetzt und ist meistens aus Kupfer gefertigt.Primary conductor arrangements for the Conductor of an electromagnetic trip unit, or transformer units for the Pole of the electronic trip unit a circuit breaker are variously known. These contain a primary busbar or a primary conductor, which passes through the transformer coil and rod-shaped with a circular or rectangular cross-section is formed. The primary conductor is used as a conductor and is usually made of copper.

Aus der Druckschrift US-4,890,081 ist eine gattungsgemäße Primärleiteranordnung bekannt mit einem Primärleiter, der der Länge seiner Erstreckung durch eine Spule nach, einen gleichmäßigen, rechteckigen Querschnitt aufweist. Eine derartige Konstruktion des Primärleiters dient im Wesentlichen der Verbesserung seiner Montage und begünstigt insbesondere ein schnelles Auswechseln des Primärleiters.Out The document US-4,890,081 is a generic primary conductor arrangement known with a primary conductor, the length its extension by a coil, a uniform, rectangular Cross section has. Such a construction of the primary conductor essentially serves to improve its assembly and favors in particular a quick replacement of the primary conductor.

Untersuchungen der Erfinder haben ergeben, dass hohe Außentemperaturen von zum Beispiel 55°C oder mehr zu einer Funktionsstörung der elektronischen Bauelemente auf der Leiterplatte der elektronischen Auslöseeinheit führen können. Letzteres erfordert die Vermeidung einer übermäßigen inneren Erwärmung des Überlastschalters.investigations The inventors have shown that high outside temperatures of, for example 55 ° C or more about a malfunction of electronic components on the electronic board trip unit to lead can. The latter requires avoiding excessive internal heating of the circuit breaker.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Primärleiteranordnung für den Stromleiter einer elektromagnetischen Auslöseeinheit, sowie einen mit dieser Primärleiteranordnung ausgestatteten Überlastschalter zur Verfügung zustellen, die eine übermäßige, den Betrieb störende Erwärmung der elektronischen Bauelemente in der elektronischen Auslöseeinheit vermeiden lassen.It The object of the present invention is a primary conductor arrangement for the Conductor of an electromagnetic trip unit, as well as one with this Primary conductor arrangement equipped overload switch to disposal deliver an excessive, the Operation disturbing Warming the electronic components in the electronic trip unit avoid it.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Patentanspruch 1 definierten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These Task is defined by the combination of the patent claim 1 Characteristics solved. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert.The Invention will be described below with reference to exemplary embodiments with reference closer to drawings explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1: eine Darstellung einer Schnittansicht der Primärleiteranordnung; 1 a representation of a sectional view of the primary conductor arrangement;

2: eine räumliche, teilweise Schnittansicht der in 1 gezeigten Primärleiteranordnung; 2 : a spatial, partial sectional view of the 1 shown primary conductor arrangement;

3: eine perspektivische Ansicht von drei nebeneinander montierten Transformatoreinheiten von der Seite des Innenanschlusselements; und 3 a perspective view of three side by side mounted transformer units from the side of the inner terminal member; and

4: eine räumliche Ansicht der drei nebeneinander montierten Transformatoreinheiten in 3 von der Seite des Außenanschlusselements. 4 a spatial view of the three side by side mounted transformer units in 3 from the side of the outer terminal member.

Die in 1 gezeigte Primärleiteranordnung bildet eine Transformatoreinheit für die Pole der elektronischen Auslöseeinheit eines nicht im einzelnen gezeigten Überlastschalters und hat ein Innenanschlusselement 1, das über einen Primärleiter 2, 3 mit einem Außenanschlusselement verbunden ist. Der Primärleiter besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 2, der stabförmig ausgebildet ist und in einen sich zum Außenanschlusselement 4 hin verbreitenden Endabschnitt 3 übergeht. Für die Aufnahme des außenanschlussseitigen Endabschnitts 3 und für die Aufnahme des innenanschlussseitigen Endabschnitts des stabförmigen Elements 2 sind diesen Endabschnitten entsprechend ausgebildete Stirnsenkungen 9 im Außenanschlusselement 4 und in dem Innenanschlusselement 1 eingearbeitet. An den Stirnseiten der Endabschnitte ist Lötmaterial 11 angebracht, mit dem der Primärleiter 2, 3 an den Anschlusselementen 1 und 4 angelötet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Außenanschlusselement 4 aus einer Bronzelegierung, wohingegen der Primärleiter und das Innenanschlusselement 1 aus Kupfer gefertigt sind.In the 1 shown primary conductor arrangement forms a transformer unit for the poles of the electronic trip unit of an overload switch not shown in detail and has an inner terminal 1 that has a primary conductor 2 . 3 is connected to an external connection element. The primary conductor consists of a cylindrical section 2 , which is formed rod-shaped and in a to the outer terminal member 4 towards spreading end section 3 passes. For receiving the external connection-side end portion 3 and for receiving the inner terminal-side end portion of the rod-shaped member 2 These end sections are appropriately trained head counterbores 9 in the outer connection element 4 and in the inner connection element 1 incorporated. At the end faces of the end portions is solder material 11 attached, with which the primary conductor 2 . 3 at the connection elements 1 and 4 is soldered. In the present embodiment, the outer connection element 4 from a bronze alloy, whereas the primary conductor and the inner terminal 1 are made of copper.

Um den Primärleiter 2, 3 herum ist die Spule 5 so ausgebildet und an die Außenkontur des Primärleiters angebracht, dass der Primärleiter im wesentlichen den ganzen durch den Toroidkörper der Spule begrenzten Innenraum der Transformatoreinheit ausfüllt. Insbesondere entspricht der Krümmungsradius des sich verbreitenden Endabschnitts 3 der Außenkontur einer Hülle 13, in der die Spule 5 untergebracht ist. Die sich von dem Endabschnitt 3 seitlich erstreckenden Abschnitte des Außenanschlusselements 4 bilden eine ebene Fortsetzung des konkaven Außenkonturs des Endabschnitts 3, so dass zusätzlich eine zumindest teilweise stirnseitige Abdeckung der Außenhülle 13 des Toroidkörpers der Spule 5 gewährleistet ist.To the primary conductor 2 . 3 around is the coil 5 formed and attached to the outer contour of the primary conductor, that the primary conductor substantially fills the entire limited by the toroidal body of the coil interior of the transformer unit. In particular, the radius of curvature of the propagating end portion corresponds 3 the outer contour of a shell 13 in which the coil 5 is housed. Extending from the end section 3 laterally extending portions of the outer terminal member 4 form a flat continuation of the concave outer contour of the end portion 3 , so that in addition an at least partially frontal cover of the outer shell 13 of the toroidal body of the coil 5 is guaranteed.

Der Primärleiter 2, 3 ist einstückig ausgebildet, wobei der zylindrische Abschnitt 2 durch eine Schulter bzw. Stufe 15 abgesetzt ist, die insbesondere in der Darstellung der 2 zu erkennen ist. In diese Schulter greift ein in der Außenhülle 13 der Spule 5 ausgebildeter Vorsprung 17 ein.The primary conductor 2 . 3 is integrally formed, wherein the cylindrical portion 2 by a Shoulder or step 15 depreciated, in particular in the representation of 2 can be seen. In this shoulder engages in the outer shell 13 the coil 5 trained lead 17 one.

Gemäß den Darstellungen in 1 und 2 ausgebildete Primärleiteranordnungen bzw. entsprechend konstruierte Transformatoreinheiten werden in einem gemeinsamen Montagegehäuse 19 untergebracht und bilden dadurch einen Transformatorblock 21 für einen drei-phasigen, nicht im einzelnen gezeigten Leistungs- bzw. Überlastschalter. Das Gehäuse 19 hat auf seine Außenseite rechteckige Öffnungen bzw. Ausschnitte 23, in denen die Außenanschlusselemente 4 einer jeden Transformatoreinheit passend aufgenommen sind. Die Fläche der Ausschnitte 23 entspricht dabei im wesentlichen der Fläche der vertikalen Abschnitte der L-förmigen Außenanschlusselemente 4.According to the illustrations in 1 and 2 trained primary conductor arrangements or correspondingly constructed transformer units are in a common mounting housing 19 housed and thereby form a transformer block 21 for a three-phase, not shown in detail power or overload switch. The housing 19 has on its outside rectangular openings or cutouts 23 in which the external connection elements 4 each transformer unit are suitably accommodated. The area of the cutouts 23 corresponds substantially to the surface of the vertical portions of the L-shaped outer terminal elements 4 ,

Zur Herstellung der oben beschriebenen und in den 1 und 2 gezeigten Transformatoreinheit werden zunächst entsprechend ausgebildete Blechstücke L-förmig abgewinkelt, um dadurch ein Außenanschlusselement 4 und ein Innenanschlusselement 1 herzustellen. Anschließend werden in den einander gegenüberliegend zu montierenden Stirnseiten der Anschlusselemente 1 und 4 kreisrunde Stirnsenkungen eingefräst und zunächst der breite Endabschnitt 3 des Primärleiters 2 mit dem in 1 gezeigten Lötmaterial 11 am Außenanschlusselement 4 angelötet. Sodann wird die Spule 5 mit ihrer Außenhülle 13 derart auf den Primärleiter 2, 3 aufgestülpt, dass der ringförmige Vorsprung 17 der Außenhülle 13 in Anschlag mit der Stufe 15 des Primärleiters gelangt. In dieser Position ist der komplette stirnseitige Abschnitt der Außenhülle 13 bis hin zum Ende des zylindrischen Innenabschnitts 7 durch die Stirnseite des Außenanschlusselements 4 und den sich daran anschließenden Primärleiter 3, 2 abgedeckt. Der in diesem Bereich bestehende direkte Kontakt zwischen der Spule 15 und dem Außenanschlusselement 4 mit dem Primärleiter 2, 3 gewährleistet ein schnelles Abführen der in der Transformatoreinheit entstehenden Wärme, wobei die Primärleiteranordnung eine Art integraler Kühlkörper bildet.For the preparation of the above and in the 1 and 2 shown transformer unit are first bent correspondingly formed sheet metal pieces L-shaped, thereby forming an external connection element 4 and an inner terminal 1 manufacture. Subsequently, in the opposite sides to be mounted end faces of the connection elements 1 and 4 circular countersinks milled and first the broad end section 3 of the primary manager 2 with the in 1 shown soldering material 11 on the outer connection element 4 soldered. Then the coil 5 with its outer shell 13 so on the primary conductor 2 . 3 slipped up, that the annular projection 17 the outer shell 13 in attack with the step 15 of the primary conductor. In this position is the complete frontal section of the outer shell 13 to the end of the cylindrical inner section 7 through the end face of the outer connection element 4 and the adjoining primary conductor 3 . 2 covered. The existing in this area direct contact between the coil 15 and the outer terminal 4 with the primary conductor 2 . 3 ensures a quick dissipation of the heat generated in the transformer unit, wherein the primary conductor arrangement forms a kind of integral heat sink.

Dank der oben beschriebenen Konstruktion wird die Ableitung von Wärme aus der Transformatoreinheit bedeutend intensiviert, wodurch gleichzeitig auch die thermischen Verluste im Primärleiter verringert werden. Als Folge davon wird die Erzeugung von Wärme im Inneren des Überlastschalters wesentlich verringert ohne, dass eine Vergrößerung der Abmessungen des Primärleiters erforderlich ist. Ein sich daraus ergebender weiterer Vorteil besteht darin, dass die durch die Funktion der Transformatoreinheit bedingte innere Erwärmung der elektronischen Bauelemente in der hier nicht im einzelnen gezeigten elektronischen Auslöseeinheit ebenfalls verringert wird.thanks The construction described above, the dissipation of heat the transformer unit significantly intensified, thereby simultaneously also the thermal losses in the primary conductor can be reduced. As a result, the generation of heat inside the circuit breaker significantly reduced without an increase in the dimensions of the primary conductor is required. A resulting further advantage exists in that due to the function of the transformer unit internal warming the electronic components in the not shown here in detail electronic trip unit is also reduced.

Durch die Verbreiterung des Endabschnitts 3 des Primärleiters und seine Anbringung an das Außenanschlusselement 4 mittels einer Stirnsenkung 9 sowie durch die Verwendung einer Lötverbindung mit dem Lötmaterial 11 wird zugleich eine Herabsetzung der Stromdichte durch Erhöhung der Querschnittsfläche des Primärleiters sowie eine Vergrößerung der Außenfläche des Primärleiters erreicht. Damit wird auch die Leitfähigkeit zwischen Primärleiter und Außenanschlusselement verbessert, um die obengenannte Kühlkörperfunktion der Primärleiteranordnung zu sichern. Um eine maximale, nach außen Wärme ableitende Oberfläche des Primärleiters zu erreichen, füllt der Primärleiter den gesamten, durch den Toroidkörper der Spule begrenzten Innenraum 7 aus.By widening the end section 3 of the primary conductor and its attachment to the outer terminal 4 by means of a countersink 9 and by using a solder joint with the solder material 11 At the same time a reduction of the current density is achieved by increasing the cross-sectional area of the primary conductor and an enlargement of the outer surface of the primary conductor. This also improves the conductivity between the primary conductor and the outer connection element in order to secure the abovementioned heat sink function of the primary conductor arrangement. In order to achieve a maximum outwardly heat dissipating surface of the primary conductor, the primary conductor fills the entire, bounded by the toroidal body of the coil interior 7 out.

Die auf die oben dargestellte Art und Weise hergestellte Transformatoreinheit wird anschließend zusammen mit zwei weiteren Transformatoreinheiten der gleichen Art in das in 3 gezeigte Gehäuse 19 derart montiert, dass die in 4 im einzelnen gezeigten Außenanschlusselemente 4 in die Öffnungen bzw. Fensterabschnitte 23 des Gehäuses 19 einrasten. Dadurch wird nicht nur Material für das Gehäuse 19 eingespart und eine sichere Montage der Transformatoreinheiten gewährleistet, sondern auch sichergestellt, dass die in den Transformatoreinheiten erzeugte Wärme durch die nach außen gerichtete freie Oberfläche der Außenanschlusselemente 4 besonders intensiv abgeführt wird.The transformer unit manufactured in the manner shown above is then incorporated into the in. FIG. 2 together with two further transformer units of the same type 3 shown housing 19 mounted in such a way that the in 4 in detail shown external connection elements 4 in the openings or window sections 23 of the housing 19 engage. This will not only be material for the case 19 saved and ensures safe installation of the transformer units, but also ensures that the heat generated in the transformer units through the outwardly directed free surface of the external connection elements 4 is dissipated particularly intense.

Von der oben beschriebenen Ausführungsform der Transformatoreinheit und des Montagegehäuses 19 sind verschiedene Abwandlungen möglich, die unter anderem Gegenstand der Unteransprüche sind. So zum Beispiel ist eine solche Ausführung des Montagegehäuses möglich, bei der nur eine einzige Transformatoreinheit darin aufgenommen ist. Auch kann das innenanschlussseitige Ende des zylindrischen Abschnitts 2 des Primärleiters mittels einer Schraubverbindung an das Innenanschlusselement 1 befestigt werden, welches obwohl eine konstruktiv umständliche Ausführung darstellt, die durch eine Lötverbindung gewährleistete, erhöhte Wärmeleitfähigkeit zum Inneren des Überlastschalters verringert.From the above-described embodiment of the transformer unit and the mounting housing 19 Various modifications are possible, inter alia, the subject of the dependent claims. For example, such an embodiment of the mounting housing is possible in which only a single transformer unit is accommodated therein. Also, the inner terminal side end of the cylindrical portion 2 of the primary conductor by means of a screw connection to the inner connection element 1 be attached, which although a structurally complicated design, which ensured by a solder joint, increased thermal conductivity reduced to the interior of the circuit breaker.

Claims

Primary conductor arrangement for the current conductor of an electromagnetic tripping unit with an external connection element ( 4 ), an inner connection element ( 1 ), a primary conductor connecting the outer and the inner connection element ( 2 . 3 ) and with a coil embracing the primary conductor ( 5 ), characterized in that the primary conductor ( 2 . 3 ) a cylindrical section ( 2 ) with one to the external connection element ( 4 ) end portion ( 3 ) with a substantially the geometry of the coil interior ( 7 ) has corresponding shape.

Primary conductor arrangement according to Claim 1, characterized in that the primary conductor ( 2 . 3 ) a cylindrical section ( 2 ) with two to the connecting elements ( 1 . 4 ) end sections ( 3 ) having.

Primary conductor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in the connection elements ( 1 . 4 ) the end sections ( 3 ) of the primary manager ( 2 . 3 ) receiving counterbores ( 9 ) are incorporated.

Primary conductor arrangement according to Claim 3, characterized in that the end sections ( 3 ) of the primary manager ( 2 . 3 ) in the countersinks ( 9 ) are screwed.

Primary conductor arrangement according to Claim 3, characterized in that the end sections ( 3 ) of the primary manager ( 2 . 3 ) in the countersinks ( 9 ) are soldered.

Circuit Breakers with a trip unit, characterized by a primary conductor arrangement for the Current conductor of the trip unit according to one the claims 1 to 5.